华北克拉通-扬子克拉通与秦岭造山带古地幔组成及状态的对比

经研究，华北克拉通古地幔以含石榴石的二辉橄榄岩、方辉橄榄岩及纯橄榄岩为主．地幔交代作用强烈，岩石富集不相容元素，明显高于南非及西澳克拉通者．扬子克拉通古地幔主元素亏损程度差，交代作用较弱，岩石为石榴石／尖晶石二辉橄榄岩．秦岭造山带壳、幔交界带的岩石类型复杂，包括蛇纹石化尖晶石二辉橄榄岩（蛇纹岩）、石榴石辉石岩、榴闪岩、变辉长岩及变玄武岩等．蛇纹岩遭受强的塑性流变，剪切变形结构发育．与克拉通相比，地幔交代作用很弱．３个地幔域的古地温状态有差异，秦岭造山带最高，扬子克拉通居中，华北克拉通最低．上述结果表明，两克拉通的古地幔特征相差显著，暗示经历了不同的演化过程．交代作用可能发生在１７００Ｍａ以前和１１００～５００Ｍａ，后者强于前者．造山带地幔的剪切变形明显强于克拉通地幔     

山东临朐山旺新生代玄武岩中超镁铁岩包体的研究

山旺新生代玄武岩中的超镁铁质包体分为五类:尖晶石纯橄榄岩、尖晶石二辉橄榄岩、尖晶石方辉橄榄岩、尖晶石石榴石二辉岩和石榴石二辉橄榄岩。对它们的地质学,岩相学、岩石化学,造岩矿物的化学成分,稀土配分模式及热力学计算的研究表明,前三种岩石属原始地幔岩,后二种是地幔中岩浆作用的产物。     

超镁铁质捕虏体中共存矿物的Cr~#在岩石成因中的意义

中国东部新生代玄武质岩石中的超镁铁质捕虏体,主要包括五种类型:石榴石二辉橄榄岩(±少量尖晶石)、尖晶石二辉橄榄岩、尖晶石方辉橄榄岩、辉石岩和巨晶矿物。不同类型捕虏体间的共存矿物存在系统的化学成分变化。尤以Al_2O_3、Cr_2O_3变化明显。本文提出捕虏体中共存矿物的Cr~#[100Cr/(Al+Cr)]可作为分类和岩石成因的重要标志。并将五种捕虏体划分为三种地幔成因类型:饱满的或原始的地幔(石榴石二辉橄榄岩和尖晶石二辉橄榄岩),亏损的或残余的地幔(尖晶石方辉橄榄岩),地幔条件下熔浆分离的产物(辉石岩和巨晶矿物)。     

加拿大Slave 克拉通橄榄岩的平衡温压计算

加拿大Slave克拉通Jericho金伯利岩筒携带的橄榄岩包体提供了研究大陆岩石圈地幔物质组成和热结构的窗口。文章总结了地幔岩矿物温压计的研究进展,测量了Jericho金伯利岩携带的9个新鲜橄榄岩包体的矿物主量元素和微量元素,并使用不同的矿物温压计估算了平衡温度和压力。结果表明Nickel 和 Green（1985）的石榴子石—斜方辉石压力计可以较好地估算含石榴子石橄榄岩形成时的压力,Taylor（1998）二辉石温度计和Nimis 和 Taylor（2000）单斜辉石温度计的计算结果一致。具有粗粒变晶结构的尖晶石—石榴子石橄榄岩和石榴子石橄榄岩样品的平衡温度为575~843℃,压力为2.4~3.6 GPa,表明Slave克拉通岩石圈地幔温度较低。而残斑结构尖晶石—石榴子石二辉橄榄岩的平衡温度1109℃,压力为5.0 GPa,来源深度为~156 km,可能被早期金伯利岩浆携带到岩石圈地幔中部冷却,然后再被侏罗纪喷发的Jericho金伯利岩筒带到地表。使用石榴子石—单斜辉石稀土元素温压计获得的平衡温度高于主量元素温度计的结果,表明Slave克拉通岩石圈地幔经历了逐渐冷却的过程。此外,Slave克拉通浅部的尖晶石橄榄岩保留了强烈亏损的早期岩石圈地幔特征,而下部的岩石圈地幔经历了金伯利岩熔体和硅酸盐熔体的交代作用。     

吉林蛟河地幔橄榄岩捕虏体的Sr-Nd-Hf-Os同位素特征与岩石圈地幔时代

吉林省蛟河市境内大石河新生代玄武岩中含有丰富的地幔橄榄岩包体,详细的岩石学与矿物学研究显示,这些包体的主要岩石类型为尖晶石二辉橄榄岩-方辉橄榄岩,未发现石榴石橄榄岩。岩相学及地球化学资料显示它们都是经历过熔体抽取而形成的岩石圈地幔残留。矿物平衡温度计算发现,本区的这些地幔橄榄岩包体来自地下40～60km 深度,且下部以二辉橄榄岩为主,而上部以贫单斜辉石的二辉橄榄岩和方辉橄榄岩为主,显示明显的岩石圈地幔分层现象。Sr-Nd-Hf 同位素资料反映这些地幔包体均表现为亏损性质,而 Re-Os 同位素资料确定上述岩石圈地幔形成于中元古代,明显老于上覆地壳的新元古宙时代,反映壳幔年龄上的解耦。因此我们推测,该区曾经历过华北克拉通类似的早期岩石圈地幔的整体丢失事件,然后形成于其它地区的中元古宙岩石圈地幔在本区增生。     

湘南晚中生代玄武岩中发现下地壳包体

湖南南部中新生代玄式岩分布于宁远、道县、新田一带,既有喷溢相的熔岩、火山碎屑岩,又有次火山相的岩管及岩脉。根据岩相学观察,有碱性橄榄玄武岩、橄榄玄式岩,亦有超基性的白榴辉橄岩。其中除含有尖晶石二辉橄榄岩、尖晶石方辉橄榄岩等上地幔包体外,最近我们在野外考察中还发现有下地壳的包体,主要岩石类型是石榴石黑云母二长片麻岩、石榴石黑云母石英片岩、石英岩质糜棱岩、橄榄长石岩(己变为赤铁矿、伊丁石、皂石化长石岩)、蛇纹岩、珪化蛇纹岩等。其中前三和岩石黑云母为含Ti较高的棕红色黑云母,石榴石为浅粉色镁铝榴石,由矿物特征推测变质程度至少达高角闪岩相。这在本区的包体研究中属首次报道。     

安徽女山地幔橄榄岩捕虏体的同位素组成:中国东部新生代岩石圈地幔时代制约

位于安徽省境内的女山新生代碱性玄武岩中含有大量而且类型丰富的地幔橄榄岩包体,主要类型有尖晶石相、石榴石相、尖晶石-石榴子石过渡相二辉橄榄岩以及少量的方辉橄榄岩,其中部分尖晶石二辉橄榄岩样品中出现富含挥发分的角闪石、金云母和磷灰石。本文选择该区的尖晶石二辉橄榄岩和方辉橄榄岩包体进行了较为详细的岩石学、矿物学、地球化学研究工作。结果显示,除2个方辉橄榄岩表现难熔特征外,其它25件尖晶石相二辉橄榄岩均具有饱满的主量元素组成。二辉橄榄岩样品的Sr-Nd-Hf同位素均表现为亏损地幔的性质,不同于古老克拉通型难熔、富集的岩石圈地幔。富含挥发份交代矿物的出现以及轻稀土元素不同程度的富集,表明女山岩石圈地幔经历了较为强烈的交代作用,然而Re-Os同位素及PGE分析结果表明交代作用并没有显著改变Os同位素组成。二辉橄榄岩样品均具有较高的Os同位素组成,结合其饱满的主量元素组成,亏损的同位素特征,表明女山地区岩石圈地幔整体为新生岩石圈地幔。但1个方辉橄榄岩样品给出了较低的Os同位素比值0.1184,其Re亏损年龄为1.5Ga,它可能来自于软流圈中残留的古老难熔地幔。     

岚皋早古生代碱质煌斑杂岩地球化学特征及成因探讨

岚皋碱质煌斑杂岩主量元素呈规律性演化，REE球粒陨石标准化配分型式呈强右倾型，富集不相容元素。岩石主元素和微量元素地球化学特征表明，煌斑岩浆在演化过程中存在2个平行的结晶分异演化趋势，岩浆演化过程中受地壳混染的程度很小。LREE、不相容元素的强烈富集及Dy／Yb、La／Yb、Zr／Sm、Ce／Y等微量元素的质量分数比值变化表明，煌斑杂岩不可能由尖晶石或石榴石二辉橄榄岩、含角闪石的尖晶石或石榴石二辉橄榄岩的部分熔融形成，它的源区应为含金云母和单斜辉石的交代地幔。Sr-Nd-Pb同位素结果显示，煌斑岩浆源区的地幔主要为HIMU端元组分。地幔柱的活动与煌斑岩浆的起源密切相关，并制约了其源区的地幔交代作用。     

河南鹤壁地区金伯利岩中地幔包体矿物化学特征

河南鹤壁地区位于太行山构造带上,该区金伯利岩中的地幔包体携带有岩石圈地幔的丰富信息。本文报道了石榴石二辉橄榄岩包体中的镁橄榄石和镁铝榴石的矿物化学特征。金伯利岩中地幔包体的镁橄榄石I(Mg~#)为91.7±0.2(n=69)。与鹤壁地区尖晶石相方辉橄榄岩相比,I(Mg~#)略偏小,指示二辉橄榄岩经历的熔融程度较低,具有过渡型地幔的特征。根据Cr_2O_3含量,镁铝榴石可以划分为高铬系列和低铬系列两类。橄榄石-石榴石矿物温压计计算表明,包体压力在1.7~2.5 GPa之间(55~80 km),温度在641~1055℃之间,对应的大地热流值为50~60m W/m~2,甚至更高。指示金伯利岩侵位时对应于较高的大地热流条件。根据Grutter的镁铝榴石划分方案,镁铝榴石主要划分为G9型、G3和G4型,其中G3和G4型镁铝榴石记录了岩石圈地幔被交代的过程。根据温压条件及岩石圈地幔性质,可以认为鹤壁地区不具有形成金刚石矿的深部地质条件。     

内蒙古宁城早中生代地幔捕虏体及熔/流体交代作用

内蒙古宁城地区发现的尖晶石二辉橄榄岩捕虏体,其寄主岩为早中生代堆晶成因的辉石岩。尖晶石二辉橄榄岩在矿物组成和Sr、Nd、Pb同位素特征等方面区别于寄主辉石岩,具有地幔岩特征。相对原始地幔岩,尖晶石二辉橄榄岩具有Fe高,Mg、Al低,富集K、Na、Ca、LREE和Rb、Sr、Ba、Th等不相容元素的特征,据此可以认为捕虏体来源于交代的富集地幔。对熔/流体交代反应形成的结构及其交代矿物金云母、韭闪石、白云石、方解石的进一步研究,揭示富K、Al、Ca、LREE和不相容元素的硅酸质和碳酸质熔/流体的交代作用致使地幔岩向不断饱满和富集的趋势演化,导致地幔岩Mg#值、Fo值的降低,Al和其他不相容元素的增高。单斜辉石环带原位微量元素测定也证实交代作用的存在。剪切结构的发育可能与软流圈底辟体上涌引发的塑性流变有关。联系华北古老岩石圈地幔多次的地质事件,笔者认为,早中生代地幔的特征与华北克拉通长期以来自身的深部演化有关。     

内蒙古宁城早中生代地幔捕虏体及熔/流体交代作用

内蒙古宁城地区发现的尖晶石二辉橄榄岩捕虏体,其寄主岩为早中生代堆晶成因的辉石岩。尖晶石二辉橄榄岩在矿物组成和Sr、Nd、Pb同位素特征等方面区别于寄主辉石岩,具有地幔岩特征。相对原始地幔岩,尖晶石二辉橄榄岩具有Fe高,Mg、Al低,富集K、Na、Ca、LREE和Rb、Sr、Ba、Th等不相容元素的特征,据此可以认为捕虏体来源于交代的富集地幔。对熔/流体交代反应形成的结构及其交代矿物金云母、韭闪石、白云石、方解石的进一步研究,揭示富K、Al、Ca、LREE和不相容元素的硅酸质和碳酸质熔/流体的交代作用致使地幔岩向不断饱满和富集的趋势演化,导致地幔岩Mg#值、Fo值的降低,Al和其他不相容元素的增高。单斜辉石环带原位微量元素测定也证实交代作用的存在。剪切结构的发育可能与软流圈底辟体上涌引发的塑性流变有关。联系华北古老岩石圈地幔多次的地质事件,笔者认为,早中生代地幔的特征与华北克拉通长期以来自身的深部演化有关。     

新疆达拉布特蛇绿混杂岩中辉长岩岩石学、微量元素地球化学和锆石U-Pb年代学研究

新疆西准噶尔地区达拉布特蛇绿混杂岩带中的辉长岩、辉长玢岩、角闪辉长岩呈不规则块体分布于蛇纹石化的地幔岩(尖晶石蛇纹岩)中。锆石SHRIMP定年显示角闪辉长岩形成于426±6Ma (MSWD=0.87),表明达拉布特所代表的古洋盆在中志留世就已存在。岩相学和微量元素地球化学研究表明,辉长岩、辉长玢岩、角闪辉长岩均来源于富Cr的地幔源区,确认3类岩石为同源岩浆演化的产物。选取达拉布特尖晶石二辉橄榄岩为源区所做的模拟显示:尖晶石二辉橄榄岩发生15%的部分熔融后的残余体形成了方辉橄榄岩,熔体通过分离结晶形成辉长岩,剩余熔体结晶形成辉长玢岩和角闪辉长岩。     

中国几个地方的石榴石二辉橄榄岩捕虏体研究

本文着重讨论福建明溪、闽清,浙江新昌,河北崇礼新生代碱性玄武岩中石榴石二辉橄榄岩捕虏体的岩石矿物学和微量元素地球化学特征,认为它们是来自软流圈地幔的样品,并提供了地幔交代作用的信息。一、岩相学福建明溪、闽清,浙江新昌,河北崇礼的石榴石二辉橄榄岩捕虏体产于新生代中新世(K-Ar年龄6.8—20.6百万年)碱性橄榄玄武岩或碧玄岩中,普遍与尖晶石二辉橄榄岩和     

女山地幔橄榄岩捕虏体Re-Os同位素地球化学

Re-Os同位素体系可以为大陆岩石圈地幔形成和演化提供重要制约.在近百个女山地幔橄榄岩捕虏体样品经不同程度的岩石学、岩石化学、矿物化学、单斜辉石微量元素等岩矿和地球化学研究基础上,选择了12个有代表性的样品作Re-Os同位素地球化学研究.其中有5个尖晶石二辉橄榄岩;1个尖晶石方辉橄榄岩;2个角闪石-尖晶石二辉橄榄岩;1个金云母-尖晶石二辉橄榄岩;3个石榴石-尖晶石二辉橄榄岩.     

云南马关地区新生代碧玄岩中地幔包体研究

自晚新生代以来,由于受印度-亚洲板块碰撞和青藏高原整体快速抬升的影响,在云南省东南的马关地区发育了大量新生代碱性火山岩.其中有的火山岩中含有丰富的地幔包体.本文提供了马关八寨碧玄岩和钾玄岩的2个全岩化学分析资料,以及石榴二辉橄榄岩、尖晶二辉橄榄岩、石榴辉石岩和石榴二辉岩包体的全岩化学和电子探针分析结果,采用矿物温压计获得各种地幔包体的平衡温压条件,建立了本区地幔地温线,并与世界典型大地构造单元的地温线进行了对比.研究表明,石榴石二辉橄榄岩的平衡温压为1209℃～1230℃和2.13～2.93CPa,石榴石二辉岩为1034℃～1095℃和1.69～2.35CPa,尖晶石二辉橄榄岩的平衡温压为944℃～1072℃和1.46～2.74GPa,其对应的深度分别为69～93km、55～75km和48～87km.因此尖晶石二辉橄榄岩与石榴二辉橄榄岩和石榴二辉岩共存,其间没有截然的界限,而是一种过渡关系.由包体平衡温压建立的上地幔地温线与华北地区地温线一样,位于澳大利亚克拉通东缘地温线与碱性玄武岩省地温线之间,但本区地温线显著高于华北地温线,与本区具有高于华北地区的大地热流值相吻合.这证明各种辉石岩和橄榄岩包体来自地幔.根据平衡压力反演的包体起源深度推测,含石榴石的二辉橄榄岩可能来源于岩石圈底部或软流圈.基于上述研究,结合高原及滇西地区新生代钾质岩浆活动时空结构的研究成果,提出马关地区新生代碱性岩浆活动和地幔包体的成因,与印度-欧亚大陆俯冲碰撞诱发的软流圈横向地幔流的活动有关.     

大别造山带毛屋岩体的解体及古地幔性质的厘定

根据详细的地球化学 (特别是稀土元素地球化学 )的研究资料 ,提出大别造山带毛屋岩体应该解体。毛屋岩体不是由多幕式镁铁 超镁铁质层状堆晶作用形成的一套岩石系列 ,而是由橄榄岩类、含石榴石方辉岩类、榴辉岩类和绿辉石岩类组成的一个混杂岩体。其中含石榴石方辉岩类与绿辉石岩类之间存在成因上的联系 ,含石榴石方辉岩类的原岩是本区原始地幔经约36 %的部分熔融后剩下的残余 ,而绿辉石岩的原岩是由该熔融体结晶的产物。根据含石榴石方辉岩与绿辉石岩之间的成分制约关系 ,对该区古地幔的稀土元素组成和地幔性质进行了反演 ,结果表明 ,该区原始地幔稀土元素成分与球粒陨石中的相似 ,为轻稀土略亏损的平坦型组成模式 ;该区原始地幔矿物成分为橄榄石 (72 8% )、单斜辉石 (12 4% )和石榴石 (14 8% ) ,属含单辉石榴橄榄岩的地幔。     

新疆西准噶尔达拉布特蛇绿岩地幔橄榄岩成因

达拉布特蛇绿岩中地幔橄榄岩的主体为方辉橄榄岩,含少量纯橄岩和二辉橄榄岩,岩石遭受强烈蚀变。方辉橄榄岩单斜辉石、斜方辉石、橄榄石和尖晶石的主量元素特征均显示从深海地幔橄榄岩向SSZ地幔橄榄岩过渡的特征,与斜方辉石原位LA-ICP-MS微量元素特征一致,二辉橄榄岩具有深海地幔岩的性质。采用尖晶石-橄榄石平衡氧逸度计算方法,得出方辉橄榄岩的Δlog(fo2)FMQ在-0.14至+0.96log FMQ之间,具有MOR地幔橄榄岩向SSZ地幔橄榄岩过渡的特点或弧后盆地至岛弧过渡的特征。尖晶石Ga-Ti-Fe3+#图解显示纯橄岩成因可能和地幔橄榄岩与岛弧拉斑玄武岩的反应有关,而方辉橄榄岩可能为地幔橄榄岩与MOR熔体反应以及SSZ环境中含水熔体反应后的残余。纯橄岩和方辉橄榄岩∑REE都低于球粒陨石,且具有LREE富集的U型稀土元素配分模式,暗示了岩石和流体/熔体之间的相互作用。综合以上研究表明,达拉布特蛇绿岩形成于弧后扩张脊并受俯冲流体/熔体影响。     

玄武岩深源岩石包体及金伯利岩中的尖晶石

我国东部新生代玄武岩中深源岩石包体内的尖晶石类矿物属铬尖晶石和铁尖晶石，金伯利岩及其地幔岩包体和金刚石中的尖晶石类矿物主要为铝铬铁矿。玄武岩中橄榄岩类包体内的尖晶石比其辉石岩类包体中的尖晶石含Ｃｒ高，含Ａｌ低，这与Ｃｒ为相容元素、Ａｌ为不相容元素、玄武岩中橄榄岩类包体是上地幔部分熔融出玄武岩浆后的残留物及其上地幔岩石的捕虏体、而辉石岩类是玄武岩浆结晶的产物有关。玄武岩中深源岩石包体中的尖晶石明显地比金伯利岩中的粗晶、地幔岩石包体及金刚石中的尖晶石含Ｃｒ低，含Ａｌ高，其主要原因是前者比后者形成的压力低     

藏东南超镁铁质岩墙及其地质意义

青藏高原东南部出露有大量近东西向展布的(超)镁铁质岩墙,锆石U?Pb年龄聚集在145～130 Ma之间。矿物学及岩石学结果显示：哲古错地区的亚碱性超镁铁苦橄质岩石源于150～180 km深处, 5～6 GPa下石榴石二辉橄榄岩地幔高比率的部分熔融; 碱性超镁铁质岩石源于石榴石-尖晶石二辉橄榄岩转换带,是低比率部分熔融的产物; 镁铁质岩石的岩浆在演化过程中遭受了低压下结晶分离作用的改造,不能代表原始岩浆的成份。藏东南(超)镁铁质岩石是不同深度地幔物质不同比率部分熔融的产物,亚碱性超镁铁苦橄质岩墙的出现指示了晚侏罗-早白垩印度板块北缘存在的高比率部分熔融的岩浆活动事件,暗示了地幔柱的存在和影响。     

甘肃好梯超镁铁煌斑岩中深源包体及巨晶

本文对甘肃好梯超镁铁煌斑岩中上地幔包体和巨晶进行了详细研究,结果表明本区尖晶石二辉橄榄岩包体来自大约62km深处,而石榴石二辉橄榄岩来自约92km深处。后者在岩相学、矿物学方面表现出明显的地幔交代作用特征,表明石榴石二辉橄榄岩为与寄主煌斑岩有关的成因包体。另外本区两种单斜辉石巨晶和橄榄石巨晶为高压结晶作用的产物。