河北平山小觉地区阜平岩群中三种岩类深熔现象的岩相学特征

深熔作用(Anatexis)引起了地壳内部固体物质的重溶与熔融和进一步的初始花岗质岩浆的形成。本文主要从岩相学角度对河北平山阜平岩群3种主要变质岩类中一部分岩石在薄片中所显示的初期深熔特征进行了报道,提出识别深熔作用发生发展初期的一些岩相学标志,为相应的理论探讨提供岩相学方面的依据。区域变质岩石初始深熔的共同特征之一是不同矿物粒度都较相应的同类变质岩石为粗。由于经历粒间流体作用的重溶、溶蚀乃至再度晶出的过程,长英质岩石中长石、石英等矿物改变为具有弯曲、波纹状外形的缝合线结构,而“铰链状结构”的形成则是两微斜长石颗粒之间出现钠交代的结果。深熔作用过程中微斜长石显示出不均匀的光性特征,形成具交代成因的条纹长石细脉和条痕;斜长石出现不规则长方形和补丁状的微斜长石反条纹长石,显示“糟化”或绢云母化,或存在不同程度的“暗化”区域,也可转变成为纤维状至细柱状夕线石,沿斜长石中的一些细小裂纹和遭受应变的解理还出现几乎不透明的物质,它们可能原由深熔作用所形成,可称之为“网格状结构”;黑云母可部分地发生分解,在适当的温压条件下则完全分解,形成原可能为熔体的物质,也可转变成为纤维状至细柱状夕线石;角闪石存在一定程度的“暗化”,并形成与斜长石中所见类似的“网     

氟碳钙铈矿中6R和3R多型微双晶结构的透射电镜研究

采用透射电镜技术,对产于我国西南地区的钙稀土氟碳酸盐矿物出现的微结构特征进行了研究。发现氟碳钙铈矿6R和3R两种多型均存在微双晶结构。电子衍射分析和晶格像观察表明,既使在微区范围,氟碳钙铈矿也多以混层晶、多型和微体双晶等衍生体产出。6R和3R多型微双晶共格连生,与主衍射体6R多型共存于一种自然晶粒,它们均以间距为1.40nm的单元层组成氟碳钙铈矿“多晶”。6R和3R多型组成的双晶类型相同,属(0001)为双晶面的面律(旋转)双晶。     

平潭和漳州深成杂岩中斜长石捕虏晶与岩浆混合作用

在闽东南平潭和漳州火成杂岩中,广泛发育岩浆混合现象,表现为花岗质岩石中存在辉长－闪长质同深成岩墙和淬冷岩石包体。花岗质和闪长质岩石中普遍存在Ａｎ＞７０％的斜长石捕虏晶。这种成分的斜长石是辉长岩特有的,而不是任一种花岗岩的斑晶。在斜长石捕虏晶四周,都有与花岗岩中的斜长石成分相当的斜长石加生膜。斜长石捕虏晶可分为自形的、熔融状、筛孔状和碎片状等四类,它们各自形成于不同的动力环境     

贵东东部花岗岩岩体蠕英石的特征与成因初步探讨

贵东东部花岗岩岩体中多发育蠕英石,一般为3%~5%,有时高达8%。蠕英石的产出条件多种多样,形态千姿百态。随着岩浆演化,岩石粒度变细,蠕英石越来越不发育,且蠕英石中的蠕石英含量越来越低。如产于粗粒斑状角闪黑云母二长花岗岩中蠕英石的蠕石英含量高达27.78%,中粒斑状黑云母花岗岩蠕英石中的蠕石英含量约为18.44%;中-细粒黑云母花岗岩中蜗牛状蠕英石中的蠕石英含量约为10.00%,细粒黑云母花岗岩粒间蠕英石中的蠕石英含量仅为9.11%。蠕英斜长石中Ab含量一般比主晶斜长石中Ab含量高,如粗粒角闪黑云母二长花岗岩蠕英斜长石中An为8~27,主晶斜长石An为33~41;当主晶斜长石属于钠长石区的斜长石时,蠕英斜长石与主晶斜长石的成分相差不多。贵东东部花岗岩蠕英石化与钠长石化密切共生,两者在时间和空间上具有统一性,存在此消彼长的关系。综合研究认为贵东花岗岩中蠕英石的形成是交代成因,且岩石动力变形是蠕英石形成的必要条件。     

对云龙铁广锡矿含矿岩石的一些认识

本文指出云龙铁厂锡矿的含矿岩石(围岩)为一套变晶碎裂岩,其原岩应是岩浆花岗岩。岩石具有较强的碎裂变形。主要矿物钾长石、斜长石在岩石中呈碎裂斑晶;石英少数为压碎残留,多数重结晶,形成微粒状的结合体,充填于碎斑的裂隙和粒间。黑云母、白云母及多硅白云母的鳞片集合体在岩石中成条纹及条带,与重结晶的石英集合体和长石碎斑相间分布,形成条纹或条带状变晶碎裂岩;在条纹条带不发育的部位,成为角砾状变晶碎裂岩。以岩石碎斑中较多的残留结构及矿物成分、岩化特点、硫同位素、稀土元素的特征等作为恢复原岩的依据,认为原岩是岩浆花岗岩;它在特定的构造环境中,经断裂变质作用形成变晶碎裂岩,也可称变晶花岗碎裂岩。     

海南文昌二辉橄榄岩中辉石出溶结构的结晶学取向分析

本文用电子背散射衍射技术(electron backscatter diffraction,EBSD)测试了海南文昌玄武岩中二辉橄榄岩包体中的辉石主晶与其出溶片晶的结晶学取向关系。结合电子探针成分测试,得出:单斜辉石(透辉石)主晶中出溶了两组不同方向的片晶,一组为斜方辉石(顽火辉石-易变辉石)片晶,另一组为单斜辉石(普通辉石)片晶。由于出溶片晶在EBSD测试切面上体现为以线状体,因此需要找到一种方法将线状体所代表的片晶的晶面符号推算出来。本文介绍了一种利用吴氏网进行坐标系旋转的"晶带相交法",该方法可以作图推算出溶片晶的晶面符号。根据"晶带相交法"得出,斜方辉石(顽火辉石-易变辉石)出溶片晶为(100),单斜辉石(普通辉石)出溶片晶为~(401)。根据前人的研究资料,出溶片晶~(401)可能指示最小出溶压力为9.5~12.5GPa。出溶片晶的结晶学取向涉及到主晶与出溶体的晶体结构匹配关系,并且与出溶温度-压力有关,因此出溶片晶的结晶学取向分析具有晶体化学理论意义和反映地质温压过程的实际意义。这种"晶带相交法"可以推广应用于其他矿物出溶结构的结晶学取向研究中。     

岩浆成因矽卡岩的某些特征及形成机制初探

在矽卡岩型矿床中有两种矽卡岩,一是由渗滤-扩散交代作用形成的矽卡岩,另一种是由充填作用形成的脉状矽卡岩。脉状矽卡岩具有以下特点,表明属岩浆成因:1)呈脉状产出,与围岩界线清楚截然,在易于交代的大理岩中也一样;2)脉状矽卡岩中可含有类似花岗岩的矿物组合,并可出现伟晶岩囊,有时可见脉状矽卡岩与脉岩过渡;3)存在粗晶矽卡岩矿物的囊状体;4)发育气孔状构造和豆状构造;5)有流动构造;6)自身熔离现象十分普遍;7)在矽卡岩脉中常见由重力分异和挥发组分向上集中而形成的垂直分带现象;8)脉状矽卡岩常与矿浆成因的铁、铜矿体和由富含挥发分的硅浆成因的含钨石英脉相共生或过渡;9)脉状矽卡岩中已发现熔融包裹体。     

西准噶尔白碱滩二辉橄榄岩中两种辉石的出溶结构及其地质意义

克拉玛依白碱滩尖晶石二辉橄榄岩主要由橄榄石、单斜辉石、斜方辉石和尖晶石组成,橄榄石和斜方辉石均发生程度不等的蛇纹石化。单斜辉石一般很新鲜。单斜辉石和斜方辉石均发育出溶结构,出溶条纹或者平直或者发生舒缓的弯曲变形(即便是在发生弯曲的情况下也是完全平行的)。透辉石-普通辉石出溶体一般呈针状(直径一般为1μm,长度>150μm),顽火辉石出溶条纹直径一般为1～3μm(长度>300μm)。斜方辉石主晶属于顽火辉石-易变辉石,单斜辉石主晶为透辉石(成分很均一)。地质温度压力估算表明,白碱滩二辉橄榄岩中辉石出溶结构发生的温度为700℃～1000℃、压力为2.0～2.7GPa,它们代表辉石出溶结构形成的最低PT条件。白碱滩二辉橄榄岩至少经历了三个演化阶段:原始辉石与尖晶石和橄榄石平衡共生(阶段Ⅰ,>94km);随着地幔上隆,原始辉石结构不稳定,分解并形成出溶结构(阶段Ⅱ,700℃～1000℃),斜方辉石开始分解的深度为94km,单斜辉石开始分解的深度为78km;之后,蛇绿岩经历的侵位事件导致辉石发生塑性变形(阶段Ⅲ)。蛇绿岩侵位之前,地幔岩曾发生了>50km的隆升,而且,在隆升过程中地幔岩没有发生明显部分熔融(地幔岩因此没有经历明显的岩浆抽提过程)。     

委内瑞拉IMATACA杂岩中,贯穿亚马逊造山运动的P-T-t特征

采自委内瑞拉Imataca杂岩的变火成岩和变沉积岩,记录了在麻粒岩主期变质作用中的高温减压作用。在许多样品中保存的令人信服的反应组合允许确定观察到的组合发育的相对时间。矽线石保持红柱石的假象而缺失蓝晶石需要一个高的温度/压力(T/P)的前进地热梯度。二辉石温度计和石榴石—斜方辉石—斜长石—石英组合产生了T和P峰值在750～800℃和8～8.5Kb的范围内。含石榴石变苏长岩一个样品有近于6％Al_2O_3的斜方辉石,需要或是更高的峰值压力或是针方辉石取代石榴石的不平衡生长。石榴石+矽线石分解形成铁尖晶石+石英和石榴石+矽钱石+石英分解为堇青石需要在高温下减压;这些组合中的矿物成分表明压力近于6Kb,温度在500～700℃范围内。共存的斜方辉石+单斜辉石+斜长石+石英明显地反应形成大量的普通角闪石和具有An_(70)核和An_(35)边的强环带状斜长石。在某些样品中,石榴石在成分上也有分带。最后,碱性长石和斜长石共存于某些样品中而没有条纹交生体,这些退化的斜长石产生的温度近于550℃。在某些样品中,广泛而复杂地出溶了菱形氧化物;出溶产物包括钛铁矿、铁尖晶石和刚玉。在另一些样品中,氧化物溶离作用明显是完全的,只存在均匀的分散菱形和立方体形氧化物的颗粒。这些完全出溶的氧化物产生明显低于600℃的退化温度。这些观察表明,Imataca杂岩沿着一个高的T/P梯度达到麻粒岩相变质条件,紧随其后通过构造加荷作用。后来的减压作用和缓慢冷却允许沿数个退化反应而有明显的前进变化,以及斜长石成分的平衡和氧化物相的广泛出溶。石榴石和斜长石中观察到的成分环带是在退化反应中发育的。Rb-Sr的~(40)Ar/~(39)Ar冷却年龄控制的一维热流模式表明,Imataca杂岩是在每百万年0.5～1km的速度从32km抬升到16km的,抬升之后紧接着等压冷却。由这个模式所给出的P—T轨迹与观察到的退化组合一致。     

角闪岩相温度条件下斜长石的变形组构

对采自五台群底部的角闪黑云斜长片麻岩样品进行了较为细致的研究工作，探讨了样品遭受变质变形的温度条件及样品中变形双晶类型和斜长石的晶格组构型式。研究表明：变形时的温度条件是影响变形双晶类型的主要因素，高温变形条件下趋向于形成肖钠双晶。随着变形温度的变化，斜长石的晶格优选和双晶滑移系也发生相应变化。本文论及的斜长石组构特点是较高变形温度条件下形成的一种新的组构类型。     

桐庐、黄山花岗岩类岩体中碱性长石的出溶和超微双晶

本文研究了桐庐和黄山两地不同成因花岗岩类岩体中碱性长石的出溶和超微双晶。结果表明,碱性长石的出溶和超微双晶同岩体的成岩温度、冷却速率以及岩体成因类型和碱性长石的化学成份有关,成岩期后的热作用对碱性长石的出溶和超微双晶产生改造和破坏。     

超高压榴辉岩中磷灰石的针状出溶物及其成因

金河桥榴辉岩是一含柯石英的超高压榴辉岩,其中的磷灰石中发现有针状出溶物,这些针状矿物长轴方向平行于磷灰石的c轴。根据电子探针分析结果,出溶物可能是以下三种矿物：独居石、黄铜矿和硅钍石(?)。它们的主要组成元素REE、S和Th等可以呈类质同象形式存在于磷灰石中,在超高压的条件下,由于温度相对较低,趋向于从寄主矿物中分离出来。矿物在高压下的这种“自净”行为可能是固态条件下矿物之间微量元素重新分配的一种方式,这种行为可能对地球不同层圈的化学组成演化有特别意义。     

蠕状石成因研究的新进展

重点介绍了蠕状石成因的研究现状和目前流行的几种成因假说，并对其进行了讨论和评价，尤其对“出溶硅氧泵模式”假说的蠕状石出溶的原理、过程和“硅氧泵”的实验机理、数据等、做了较为详尽的阐述。     

层状出溶结构导致拉长石晕彩形成——来自透射电镜的证据

从拉长石出溶结构的形态特征、成分差异和出溶结构的取向研究出发,采用TEM、STEM 以及SAED等手段对其进行测试,发现拉长石出溶结构层的厚度符合理论计算值,结构层的成分由富钙和贫钙两相长石组成,具备了产生干涉作用的必要条件.研究结果表明,拉长石的晕彩色是因其内部的层状出溶结构对光的干涉所致,结构层的厚度主要受富钙相长石的控制.随着钙(An)含量的增加,结构层相应地增厚,且富钙层的增大幅度大于贫钙层,从而导致晕彩色波长也随之增大.出溶结构层的取向为(153),近于平行晶体的(010)面,但不同产地的拉长石,尽管晕彩色相同,其出溶条纹中的钙含量和条纹的具体取向也不尽相同.     

电气石中硼的溶出机制初探

电气石是一种以含硼为特征的硅酸盐矿物,矿物中硼含量在2.78%~3.4%之间,但电气石中的硼被束缚在稳定的晶体结构中难以溶出而被植物吸收,从而影响电气石中硼在农业上的应用。本文通过一系列实验与检测分析,对电气石中硼的溶出机制进行了研究,发现＂高温煅烧十活化剂＂相结合的方法能有效地将电气石中硼的溶出,并初步选定Na2CO3为理想的活化剂,为开发电气石硼肥奠定了理论基础。     

福建两个块状硫化物矿床中磁黄铁矿结构的研究

福建大田前锋梅仙块状硫化物矿床中六方磁黄铁矿中的单斜磁黄铁矿有两种交生态：受结晶方位控制的叶片状交生和受颗粒边界、裂隙控制的不规则状交生。着重由六方磁黄铁矿在冷却过程中出溶形成,而后者则是单斜磁黄铁矿交代六方磁黄铁矿的结果。叶片状交生体经历后期变形、变质后产生粗化和均一化,形成了楔形边、箱形、得杂叶片等结构。单斜磁黄铁矿在变形较弱的矿区保存较好,而在强烈部位消失殆尽,说明应力对磁黄铁矿的均一化效应     

定量确定中国大陆科学钻探工程主孔榴辉岩磷灰石中出溶体的组成:扫描电镜能谱分析(EDS)的应用

在不同类型变质岩和超基性岩的造岩矿物(如橄榄石、石榴子石、绿辉石等)中都发现了大小不一的固态出溶体。对大小仅为几个微米的出溶体,利用常规方法,电子探针、拉曼光谱等很难定量地确定它们的化学组分,严重地限制了对这些出溶体的地球化学动力学意义的认识。在最近的一系列研究中,发现榴辉岩中磷灰石含大量的出溶体,这些出溶体是平行于磷灰石C轴出溶的含铁、铜、铅等元素的硫化物。采用扫描电镜能谱分析(EDS)的点分析和线扫描技术,确定出溶体的主要组成元素,然后通过扣除磷灰石对所分析出溶域的贡献,能较准确地确定这些出溶体的化学组分,主要为FeS和FeS2。这些实验结果表明,利用扫描电镜的能谱分析(EDS)技术,通过点分析和线扫描,能够较精确地测量与母矿物之间化学成分差异较大的出溶体的化学组成。本文所提出的处理方法也适用于电子探针。     

金红石中铁的存在形式的研究

本文对我国不同地区和不同成因类型矿床及人工合成的金红石的20个样品进行了矿物学研究。结果表明,大多数金红石样品中都含有钛铁矿的嵌晶,金红石和嵌晶钛铁矿晶粒中多含有含钛赤铁矿(Titano-hematite)的出溶相。金红石晶粒中的含钛赤铁矿于600℃消失;而钛铁矿中的含钛赤铁矿于800℃消失,且整个晶粉转变成亚铁假板钛矿(Ferro-pseudobrookite)。总结出金红石中铁的三种存在形式:类质同象置换钛的Fe~(3+)、固溶体出溶相含钛赤钛铁矿中的Fe~(3+)及钛铁矿中所含的Fe~(2+)。     

一个辉长苏长岩包体的矿物及其成因研究

本文论述的玄武岩中辉长苏长岩包体的暗色矿物可分三组:Ⅰ组的普通辉石含钙低(Wo 27.8),晶出于1301℃。Ⅱ组的普通辉石形成于约1000℃。含大量(≥20%)形态多样斜方辉石出溶片晶,且具有(110)出溶。第Ⅲ组普通辉石亦形成于约1000℃。根据矿物结构及成分,可以认为一些暗色矿物集合体是尖晶石二辉橄榄岩的碎块,进入岩浆后与高温岩浆反应生成辉石Ⅱ,同时岩浆局部镁含量得以提高,成为辉长苏长岩成分。包体矿物所反映的包体形成及岩浆运移的过程是:岩浆上升至100km,辉石Ⅰ晶出。岩浆携带着捕获的地慢岩碎块上升至70—80km的岩浆房作长时间的停留,辉石Ⅱ在此出溶大量片晶,同时岩浆进行高压分异,最后形成包体。     

A comment on diffusion and the displacement of atoms in metamorphic transformations

Experimental data on diffusion in olivine , are used to define certain terms – diffusion coefficient, jump frequency, characteristic distance, random walk – that are useful in a discussion of atom displacements under natural conditions. Examples of atom displacements in two metamorphic terranes of the Canadian Precambrian Shield are then examined, as follows. (i) In a high‐grade metamorphic terrane in the Mid‐Proterozoic Grenville Province (Otter Lake Area), Mg concentration gradients about dolomite microcrystals in calcite and Na gradients about albite microcrystals in K‐feldspar are viewed as stranded Mg–Ca and Na–K interdiffusion gradients, formed by exsolution during slow cooling from ~700 to ~400 °C. (ii) In the Archean Slave Province (Yellowknife area), the crystallization of sillimanite, near andalusite but within crystals of quartz, possibly occurred by coupled Al–Si and oxygen–vacancy interdiffusion in quartz at ~550 °C. And the crystallization of garnet from chlorite occurred by the two‐way crystal‐boundary diffusion of several kinds of atoms across distances ranging to 3 mm. (iii) In the Otter Lake area, the crystallization of orthopyroxene–hornblende–spinel reaction zones at boundaries between crystals of olivine and plagioclase in metagabbro, evidently occurred by the mechanism of interstitial diffusion, that transported Mg, Fe, Mn and O atoms across the reaction zone from olivine to the plagioclase–(hornblende+spinel) boundary, and Si, Al, Ca and Na atoms from plagioclase to the olivine–orthopyroxene boundary, accompanied by NaSi–CaAl interdiffusion in plagioclase, and the addition of hydrogen and minor Ti, Zn, F, Cl and K from beyond the reaction zone. Also, centimetric reaction zones, with abundant biotite and plagioclase, at boundaries between K‐feldspar gneiss and deformed amphibolite dykes, evidently formed by the reaction, strained hornblende (in amphibolite) + K‐feldspar (in gneiss)→biotite (in amphibolite) + plagioclase (in gneiss), with crystal‐boundary diffusion of (Na + Ca) atoms and of K atoms across the reaction zone.