苏北东海超镁铁岩研究

苏北东海超镁铁岩分为南、北两带。北带以变质橄榄岩为主，南带以洋壳堆积超镁铁岩为主，是“肢解的蛇绿岩”。推测蛇绿岩形成于中－新元古代扬子古大陆板块北缘苏北－胶南地体与胶北地体间的洋盆环境。变质橄榄岩为高温超高压下原始地幔岩经中等程度熔融后的残余地幔橄榄岩。     

南阿尔金早古生代俯冲碰撞过程中的花岗质岩浆

南阿尔金俯冲碰撞杂岩带早古生代存在517、501~496、462~451和426~385 Ma 4个期次的花岗质岩浆岩。第一期岩浆岩早于区内蛇绿岩型镁铁质岩石的形成时间,第一期岩浆岩侵位于区内蛇绿岩型镁铁质岩石之中(≥500 Ma),后三期分别对应于该构造带高压—超高压岩石~500 Ma的峰期变质、及其~450 Ma和~420 Ma的两期退变质时间。结合区域地质背景、镁铁—超美铁质岩和高压—超高压变质作用研究成果综合分析,这四期花岗质岩浆作用的发生分别是南阿尔金早古生代板块俯冲碰撞过程中,先期俯冲洋壳在517 Ma部分熔融、之后陆壳深俯冲导致地壳加厚引发下地壳在~500 Ma部分熔融,以及深俯冲板片断离导致中上地壳在~450 Ma部分熔融和造山后伸展减薄阶段在~420 Ma的部分熔融作用的产物。其中,洋壳型埃达克岩的形成时代(517 Ma)为南阿尔金洋壳俯冲作用时限提供了直接约束,陆壳深俯冲引发的高压-超高压峰期变质时代(~500 Ma)作用滞后这一事件约10 myr,表明南阿尔金早古生代时期由洋壳俯冲转换为陆壳俯冲可能是一个连续的构造演化过程。这四期花岗质岩石与区内蛇绿岩型镁铁—超镁铁质岩石以及高压—超高压变质岩石的形成,共同记录了南阿尔金早古生代时期从大洋俯冲、之后的大陆深俯冲碰撞再到后来深俯冲陆壳折返抬升的完整构造演化过程。     

东秦岭松树沟超镁铁岩侵位机制及其构造演化

东秦岭松树沟蛇绿岩主要由镁铁质-超镁铁质岩石组成。镁铁质岩类的Sm-Nd全岩等时年龄为1030±46(2δ)Ma,ε_Nd(t)=+5.7±0.2,代表了蛇绿岩的形成时代。超镁铁质岩石由不同成因的橄榄质糜棱岩和中粗粒橄榄岩组成,橄榄质糜棱岩是地幔橄榄岩经历复杂变形并多次部分熔融的残余体,具LREE亏损特征,其中发育橄榄石高温位错构造和高温组构以及低温位错构造和低温组构。中粗粒橄榄岩具LREE略富集的分布特征,是地幔橄榄岩残余体再次部分熔融熔体分离结晶的产物。野外地质、地球化学、构造变形特征均表明超镁铁岩块是因洋壳俯冲而底辟侵位于上覆玄武岩中的地幔橄榄岩残余体。综合分析认为,松树沟蛇绿岩经历了古陆块裂解或洋脊扩张(1271-1440Ma)-洋壳形成(1030-1271Ma)-洋壳俯冲消减-橄榄岩块底辟侵位(983Ma)-蛇绿岩构造侵位及其后构造变形叠加改造的复杂演化过程。     

闽北政和洋后变质超镁铁岩的岩石地球化学及矿物化学研究

岩石化学研究表明，洋后变质超镁铁岩是由变质方辉橄榄岩和变质超镁铁堆积岩组成。变质方辉橄榄岩的微量元素地球化学及矿物化学特征表明，应为亏损的残余地幔产物。通过系统的岩石地球化学、矿物化学及年代学研究，认为洋后变质超镁铁岩可能为华南晚震旦－早古生代的蛇绿岩组成部分。     

东秦岭松树沟超镁铁岩侵位机制及其构造演化

 东秦岭松树沟蛇绿岩主要由镁铁质-超镁铁质岩石组成。镁铁质岩类的Sm-Nd全岩等时年龄为1030±46(2δ)Ma,ε_Nd(t)=+5.7±0.2,代表了蛇绿岩的形成时代。超镁铁质岩石由不同成因的橄榄质糜棱岩和中粗粒橄榄岩组成,橄榄质糜棱岩是地幔橄榄岩经历复杂变形并多次部分熔融的残余体,具LREE亏损特征,其中发育橄榄石高温位错构造和高温组构以及低温位错构造和低温组构。中粗粒橄榄岩具LREE略富集的分布特征,是地幔橄榄岩残余体再次部分熔融熔体分离结晶的产物。野外地质、地球化学、构造变形特征均表明超镁铁岩块是因洋壳俯冲而底辟侵位于上覆玄武岩中的地幔橄榄岩残余体。综合分析认为,松树沟蛇绿岩经历了古陆块裂解或洋脊扩张(1271-1440Ma)-洋壳形成(1030-1271Ma)-洋壳俯冲消减-橄榄岩块底辟侵位(983Ma)-蛇绿岩构造侵位及其后构造变形叠加改造的复杂演化过程。     

玉石沟铬铁矿床的成因

玉石沟铬铁矿床产于北祁连蛇绿岩型超镁铁岩中，可分为产于堆积超镁铁岩中的堆积铬铁矿床和产于地幔橄榄岩中的豆荚状铬铁矿床两种类型。堆积铬铁矿床由玄武岩浆分离结晶作用形成，位于辉长岩下约２０ｍ处的纯橄岩或辉石岩中；豆荚状铬铁矿床由地幔岩部分熔融作用形成，产于地幔橄榄岩上部或顶部基性程度最高的纯橄岩或纯橄岩－斜辉辉橄岩杂岩带，位于堆积杂岩下约２００～１７００ｍ范围内。     

苏北东海榴辉岩地球化学及原岩成因

苏北东海榴辉岩的原岩为蛇绿岩基性熔岩和堆积镁铁岩。其玄武岩的化学成分相当于洋脊拉斑玄武岩，并富集大离子亲石元素、稀土元素和轻稀土元素，属于Ｅ型洋脊玄武岩。它们形成于扬子古大陆板块北缘苏北－胶南地体与胶北地体间洋盆环境中的局部异常脊，是由富集地幔低程度部分熔融和来自深部岩浆的分离结晶作用而形成，由于俯冲消减作用遭受相对低温高压（超高压）的榴辉岩相变质和强烈破碎，被挤压到东海群下部不同构造层位中，是外来的被肢解的蛇绿岩块。     

西藏高原雅鲁藏布江北岸蛇绿岩带的发现及地质意义

雅鲁藏布江缝合带,作为新特提斯洋闭合和冈底斯弧诞生的板块聚合边界,过去通常以日喀则蛇绿岩带及相伴产出的高压低温变质带(肖序常和高延林,1984)和混杂堆积带(陈国铭等,1984)为典型标志。日喀则蛇绿岩带广布于雅鲁藏布江南岸,组合层序自南而北依次为变质橄榄岩带、镁铁—超镁铁杂岩、席状岩墙—岩床杂岩和基性熔岩(鲍佩声和     

青海祁连县大红沟蛇绿混杂岩特征及形成机制

大红沟蛇绿岩是北祁连山露最为完整的蛇绿岩，不仅变质超基性岩、超镁铁－镁铁堆积岩系、辉绿岩墙群及熔岩出露齐全，而且混杂岩带内弧前海沟复埋石堆积、浊流－滑塌堆积在空间上有序递变，构成蛇绿岩底部的变质超基性岩－超镁铁质堆积岩系沿断裂呈脉状底辟式侵入海沟地带的红色浊流－滑塌堆积内。该蛇绿岩具有N型MORB特征，形成于类似红海向大西洋过渡的狭窄小洋盆,其形成机制为：在斜向汇聚阶段，尚未冲下去的洋壳在海沟地带的软碰撞触点附近断裂成两部分，下部随柴达木板块继续向下俯冲，上部残留洋壳南北两端则分别向南部的被动陆缘和北部的岛弧仰冲，并整体发生反时针旋钮。志留纪末，强烈的侧向挤压抬升，造成蛇绿岩片向上逆冲推覆。     

罗迪尼亚超大陆聚合在华南陆块北缘的镁铁质岩浆岩记录

超大陆的聚合必然伴随着从大洋俯冲、弧陆碰撞到陆陆碰撞等一系列板块汇聚和造山过程,这些不同阶段的俯冲和汇聚过程会产生不同特征的岩浆岩记录.华南陆块是新元古代罗迪尼亚超大陆的重要组成部分,在这个超大陆聚合过程中有格林维尔期洋壳俯冲及其伴随的壳幔相互作用.总结了华南陆块北缘记录的罗迪尼亚超大陆聚合不同阶段发生的岩浆活动,比较了其产物的地球化学特征,探讨了它们对应的构造环境.华南陆块北缘900~950 Ma的岩浆活动产物以镁铁质岩浆岩为主,伴随有少量斜长花岗岩,为洋壳俯冲作用的产物.当洋壳俯冲到大陆边缘之下形成安第斯型俯冲带,古老陆源沉积物也被携带进入俯冲带,由此部分熔融产生的含水熔体交代上覆地幔楔形成极度富集的造山带岩石圈地幔,其在新元古代中期发生部分熔融形成具有极负锆石ε_Hf（t）值的镁铁质岩浆岩.因此,在罗迪尼亚超大陆聚合过程中地幔楔被交代形成镁铁质-超镁铁质交代岩,其中一部分在俯冲阶段就发生部分熔融形成大洋弧或大陆弧镁铁质岩浆岩,另一部分在俯冲之后由于大陆裂断引起造山带岩石圈拉张使其与上覆地壳一起部分熔融形成双峰式岩浆岩.      

俯冲带部分熔融

俯冲带是地幔对流环的下沉翼,是地球内部的重要物理与化学系统。俯冲带具有比周围地幔更低的温度,因此,一般认为俯冲板片并不会发生部分熔融,而是脱水导致上覆地幔楔发生部分熔融。但是,也有研究认为,在水化的洋壳俯冲过程中可以发生部分熔融。特别是在下列情况下,俯冲洋壳的部分熔融是俯冲带岩浆作用的重要方式。年轻的大洋岩石圈发生低角度缓慢俯冲时,洋壳物质可以发生饱和水或脱水熔融,基性岩部分熔融形成埃达克岩。太古代的俯冲带很可能具有与年轻大洋岩石圈俯冲带类似的热结构,俯冲的洋壳板片部分熔融可以形成英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗闪长岩。平俯冲大洋高原中的基性岩可以发生部分熔融产生埃达克岩。扩张洋中脊俯冲可以导致板片窗边缘的洋壳部分熔融形成埃达克岩。与俯冲洋壳相比,俯冲的大陆地壳具有很低的水含量,较难发生部分熔融,但在超高压变质陆壳岩石的折返过程中可以经历广泛的脱水熔融。超高压变质岩在地幔深部熔融形成的熔体与地幔相互作用是碰撞造山带富钾岩浆岩的可能成因机制。碰撞造山带的加厚下地壳可经历长期的高温与高压变质和脱水熔融,形成S型花岗岩和埃达克质岩石。     

大陆碰撞造山带的两类橄榄岩——以柴北缘超高压变质带为例

论述了大陆俯冲碰撞带中地幔橄榄岩的基本特征和成岩类型,并重点讨论柴北缘超高压变质带中不同性质的橄榄岩及其成因。根据岩石学特征,我们确定柴北缘超高压带中发育有两种类型的橄榄岩:(1)石榴橄榄岩,岩石类型包括石榴二辉橄榄岩、石榴方辉橄榄岩、纯橄岩和石榴辉石岩,是大陆型俯冲带的标志性岩石。金刚石包裹体、石榴石和橄榄石的出溶结构、温压计算等均反映其来源深度大于200km。地球化学特征表明该橄榄岩的原岩是岛弧环境下高镁岩浆在地幔环境下堆晶的产物。(2)大洋蛇绿岩型地幔橄榄岩,与变质的堆晶杂岩(包括石榴辉石岩、蓝晶石榴辉岩)和具有大洋玄武岩特征的榴辉岩构成典型的蛇绿岩剖面,代表大洋岩石圈残片。这两类橄榄岩的确定对了解柴北缘超高压变质带的性质和构造演化过程有重要意义。     

祁连山地区镁铁——超镁铁岩的多样性

祁连山地区出露有不同类型的镁铁－超镁铁岩，包括蛇绿岩，阿拉斯加型岩体，橄榄岩－闪长岩型岩体以有产于北祁连西部的一种特殊的镁铁－超镁铁岩组合。不同的镁铁－超镁铁岩形成于一同的构造环境，蛇绿岩代表洋壳的残片，阿拉斯加型岩体产生岛弧或活动陆缘环境，橄榄岩一闪长岩体则是板块碰撞之后形成的，根据蛇绿岩与大致同时代的阿拉斯加型岩体产出的位置，推测在北祁连早古生代时存在向南的消减事件。     

论造山带中超镁铁岩的成对分布

文中把俯冲-碰撞型造山带中出露的超镁铁岩分为蛇绿岩型和火山弧型两类,后者又细分为义敦型、阿拉斯加型及橄榄岩-闪长岩型等三个亚类。在同一造山带内,如果蛇绿岩与火山弧型超镁铁岩在空间上相伴分布,侵位的时间相近,则可共同组成一对超镁铁岩带。蛇绿岩代表封闭的洋盆残迹,而火山弧型岩体则来自过渡壳之下、消减带之上的地幔楔。文中还概述了造山带中成对超镁铁岩的分布、产出条件及其在造山带研究中的意义。     

北阿尔金地区米兰红柳沟蛇绿岩的岩石学特征和SHRIMP定年

米兰红柳沟蛇绿岩是北阿尔金蛇绿岩带中发育和保留最好的蛇绿岩,主要由地幔橄榄岩、镁铁-超镁铁质堆晶杂岩、岩墙群和基性熔岩等组成.它们以规模不等的构造岩块产出,大者长十余km,宽近1km,组成一条近100km长的蛇绿混杂岩带.地幔橄榄岩以方辉橄榄岩为主,有少量纯橄岩,主要由橄榄石(Fo=91.2～92.7),斜方辉石(En=93-98)和少量单斜辉石(En=46)组成;副矿物尖晶石Cr#为43～69(平均55),Mg#为43～64(平均58),表现出深海橄榄岩(Abyssal peridotite)和俯冲带环境(SSZ)橄榄岩成分特点.深成堆晶岩主要由异剥橄榄岩-橄榄二辉石岩-(橄榄)辉石岩-辉长岩-斜长岩,该组合的堆晶岩通常被认为是SSZ构造背景的产物.席状岩墙群的岩石成分与熔岩一致,其TiO2(1%～1.5%)和低含量的K2O<0.3%和P2O5表明具有MORB型的岩石特征,并得到了不相容元素和LREE平坦型和亏损型的球粒陨石标准化模型等证据的支持.该地区另存在一套高Tj的洋岛型拉斑玄武岩.两类熔岩的存在,以及地幔橄榄岩和堆晶岩的不同特征,表明米兰红柳沟蛇绿岩组合可能来自不同构造背景.带中与洋壳俯冲有关的蓝片岩和榴辉岩组成的高压变质带的存在,以及与俯冲碰撞有关的不同类型花岗岩类的产出,表明米兰红柳沟蛇绿混杂岩带代表了一个复杂的板块缝合带.蛇绿岩中辉长岩的锆石SHRIMP年代为479±8Ma,这是获得的第一个北阿尔金蛇绿岩的锆石SHRIMP U-Pb同位素年龄,认为代表蛇绿岩的形成时代.因此,北阿尔金缝合带无论在年龄和特征等方面,均可以与阿尔金断裂带东部的北祁连缝合带对比,证实两个带曾经是一个带,被阿尔金断裂左旋错断了约400km.     

雅鲁藏布江蛇绿岩带西段达机翁地幔橄榄岩组成特征及其形成环境分析

雅鲁藏布江蛇绿岩带自萨嘎以西分成南北两个亚带。对两个亚带蛇绿岩的各自特征及成因联系的研究,是探讨雅鲁藏布江西段的新特提斯洋构造演化的关键。北亚带蛇绿岩呈构造岩块产于冈底斯山前喀喇昆仑断裂带的南侧。其中,位于北亚带西北段的达机翁蛇绿岩,主要由地幔橄榄岩,玄武岩夹硅质岩组成,各单元间断层接触。对达机翁蛇绿岩的地幔橄榄岩开展的组成特征研究表明:(1)地幔橄榄岩主体为方辉橄榄岩,含少量的纯橄岩。方辉橄榄岩内产有豆荚状铬铁矿(呈豆状,块状以及浸染状),铬铁矿有一层纯橄岩的外壳;(2)达机翁方辉橄榄岩单斜辉石含量低,组成矿物以及全岩的地球化学特征均指示了这些样品经历了相对高的部分熔融作用;(3)方辉橄榄岩具有U型的球粒陨石标准化的稀土元素分配模式,Nb相对亏损,Ta,Zr和Hf具有弱的正异常,同时Sr和U具有强烈的正异常,这些特征可能与残余地幔和俯冲带熔/流体之间相互作用导致的轻稀土元素和部分微量元素的选择性富集有关。定量计算表明,达机翁地幔岩中的方辉橄榄岩来源于一个尖晶石相地幔源区的部分熔融,部分熔融程度大于25%,高于深海地幔橄榄岩的部分熔融程度(10%~22%)。这些橄榄岩形成时的氧逸度条件位于FMQ和FMQ+1之间,高于深海地幔橄榄岩(FMQ-1),与俯冲带环境的氧逸度条件一致。因此,我们认为达机翁蛇绿岩中的地幔橄榄岩形成于大洋中脊的环境,随后发生了洋内俯冲作用,位于俯冲带上部的地幔橄榄岩经历了俯冲带流/熔体的交代作用。     

中国大陆科学钻探主孔100～2000米超高压变质岩岩相学特征与变质变形史

中国大陆科学钻探工程的实施，为超高压变质带的研究打开了新的生面，加深了对苏鲁超高压变质带的认识。从100～2000米获得的岩心的岩石学观察，得知主要岩石类型有：(1)榴辉岩及石榴辉石岩；(2)榴辉岩质片麻岩；(3)石榴橄榄岩；(4)黑云(角闪)二长片麻岩和(5)碎裂岩等。榴辉岩可分幔源和壳源两类，壳源榴辉岩在钻孔中分布较广，上部最为集中；幔源榴辉岩，包括石榴辉石岩，在空间上与超镁铁岩有密切共生关系。榴辉岩质的片麻岩是一种中酸性的超高压岩石，与壳源的榴辉岩共生，显微镜下可以追索出它们之间的结构演化关系。石榴橄榄岩以石榴单辉橄榄岩为主，是俯冲带上部地幔楔加入于俯冲板片变质而成。石榴橄榄岩中的石榴子石富镁，单斜辉石为绿辉石并常含钛斜硅镁石，说明其经过超高压变质的过程。从变质岩石的组合，面理和线理产状的差异，地震反射面和构造角砾岩带的发育，发现以1600米为界，可大致分为2个岩片。上部岩片中多金红石榴辉岩而且出现频率很高，下部岩片中多为多硅白云母榴辉岩出现频率较低。由于隆升进入中下地壳，超高压变质岩普遍发生退变质。榴辉岩的早期退变质成为具后成合晶结构的石榴角闪岩，榴辉岩质片麻岩退变质形成绿帘黑云(角闪)斜长片麻岩，变质条件为角闪岩相，它可以部分熔融或受到钾交代作用而转变为黑云角闪二长片麻岩。后期的伸展造成了局部碎裂和角砾岩带，新生矿物为绿泥石，方解石和赤铁矿、绿帘石等，属绿帘角闪岩相和绿片岩相。主孔100～2000米的超高压变质岩石组合的确定，进一步说明了巨量的地壳物质可以深俯冲进入地幔并迅速折返；超高压变质岩石记录了陆壳俯冲折返和壳幔相互作用的过程，它们是板块下覆构造和地幔动力学的信息载体。     

东秦岭商丹断裂带中松树沟超镁铁质岩系地球化学研究

东秦岭商丹断裂带中松树沟超镁铁质岩体由两类橄榄岩组成。其中,第Ⅱ类橄榄岩的化学成分非常局限,高度富集Co,Cr,Ni,贫乏Ti,V,Cu,Y;亏损不相容元素(K+Na,Al.Sr.Ba.Nd,Ga和REE);稀土元素和同位素特征揭示它代表本区早期地幔分离部分熔融的残余部分,并作为本区元古代洋壳蛇绿岩底部的变质橄榄岩。而第Ⅰ类橄榄岩的岩石化学成分,微量元素和同位素表明,它不与第Ⅱ类橄榄岩同源,属橄榄石堆积晶渣和原生岩浆的混合物,具有洋壳蛇绿岩中堆晶杂岩的性质,两类橄榄岩的成因和演化历史相互独立,通过构造侵位伴生,并共同代表本区元古代洋壳残片。     

大别山北大别杂岩的大地构造属性

北大别杂岩主要由花岗质片麻岩及斜长角闪岩组成 ,含有不同类型、大小不等的麻粒岩岩块和变质超镁铁质岩块 ,侵入有大量白垩纪花岗岩和辉石 -辉长岩类。其中的花岗质片麻岩、斜长角闪岩具有岛弧环境的岩石地球化学特征 ,代表拼贴于扬子陆块北缘的新元古代古岛弧。北大别杂岩北可与庐镇关群相连 ,南俯于超高压变质岩之下 ,在三叠纪扬子陆块与华北陆块的碰撞过程中 ,曾与超高压变质岩一起俯冲到地幔深度并经受榴辉岩相变质作用 ,然后在折返过程中叠加了麻粒岩相及角闪岩相变质作用 ,是扬子陆块北缘陆壳俯冲基底的一部分     

大兴安岭嘎仙蛇绿混杂岩中超镁铁质岩地球化学、年代学特征及其地质意义

嘎仙蛇绿混杂岩位于新林-嘎仙-吉峰蛇绿混杂岩带中段。岩石主要由镁铁-超镁铁质岩石组成,呈构造岩块的形式与变质细碎屑岩基质混杂产出。对超镁铁质岩系统的岩石学、地球化学和年代学研究结果表明,超镁铁质岩石SiO_2含量平均值为44.87%,Mg~#平均值为87.06,锆石U-Pb同位素年龄为649.6±4.2 Ma,时代为新元古代。稀土元素配分曲线总体呈平坦型,具有富集型洋脊玄武岩(E-MORB)向洋岛玄武岩(OIB)过渡的趋势。样品亏损Nb、Ta、Ti元素,相对富集Th、U、Zr、Hf元素,具有岛弧岩浆岩的特征。在Nb/Yb-Th/Yb构造环境判别图解中,样品点落入E-MORB和OIB交汇部位。通过与区域构造带岩石组合和地球化学特征对比,认为嘎仙超镁铁岩岩浆源区可能为受俯冲流体交代的富集地幔,属俯冲型(SSZ)蛇绿岩,其就位机制与持续洋内俯冲有关。