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。     

江苏盘石山玄武岩中橄榄岩包体的氧同位素和微量元素地球化学

本文研究了8个来自江苏盘石山新生代碱性玄武岩中的橄榄岩包体，利用ICP—MS技术测定了橄榄岩中单斜辉石的微量元素组成；利用激光氟化技术系统地分析了橄榄石、单斜辉石和斜方辉石的氧同位素比值。结果显示，盘石山橄榄岩包体矿物的氧同位素比值落在“正常”地幔矿物的氧同位素变化范围之内，而且矿物之间达到了氧同位素平衡。部分单斜辉石不相容元素富集的特征表明，有些样品经历了隐性地幔交代作用（cryptical metasomatism），配合氧同位素的数据来看，影响盘石山上地幔的交代介质为来自地幔内部的熔体，不合有地壳组分。从盘石山和安徽女山（盘石山以北约100km）的对比看来，影响女山上地幔的洋壳流体可能来自于华南一华北陆陆碰撞之前的海洋板块俯冲，因此华南一华北的深部缝合带可能就在女山和盘石山之间。     

地幔交代作用研究综述

地幔交代现象广泛发现于各地的碱性玄武岩或金伯利岩中的地幔橄榄岩包体中。地幔交代作用以地幔岩包体中不相容元素的高度富集和（或（出现角闪石、金云母为标志。岩石学、地球化学、同位素资料等显示地幔交代作用与岩板俯冲及部分熔融作用之间存在密切联系，地幔组成、结构、演化与大陆构造演化之间存在紧密的关系。同位素模式年龄暗示地幔交代作用可能是大陆构造活动的深部原因。     

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。     

我国东部某些地幔岩中圆形矿物包裹体及地幔岩退火时间的探讨

我国东部沿海地区新生代碱性玄武岩中,广泛分布尖晶石二辉橄榄岩等地幔岩包体,地幔岩的退火时间和退火温度是岩石圈演化的重要标志。研究表明,地幔橄榄岩是宿主岩石中的异源包体,为先已存在的固态的地幔物质。镜下观察表明,地幔橄榄岩的主要造岩矿物中常含有圆形矿物包裹体,如橄揽石中含有尖晶石和斜方辉石,斜方辉石中含有橄榄石和尖晶石包裹体等。矿物包裹体从原始的多边形转变为球粒状的形态变化是地幔岩在某种退火温     

中国金伯利岩中的单斜辉石

本文对我国金伯利岩中,作为巨晶、粗晶、基质相矿物、与镁铝榴石和钛铁矿的连生体、深源岩石包体矿物及金刚石中包体矿物产出的单斜辉石的粒度、形态、颜色及蚀变壳、矿物种属、化学成分特征、端员组分、红外光谱等进行了研究。并与玄武岩中的巨晶及其深源岩石包体矿物、钾镁煌斑岩和云煌岩中的单斜辉石作了对比。研究了单斜辉石和镁铝榴石共生对。探讨了金伯利岩中单斜辉石的成因,形成的温、压条件及所反映出的金伯利岩体形成的构造环境,指出了该矿物在找寻金刚石矿工作中的指示标志。     

长白山新生代玄武岩中橄榄岩包体所揭示的岩石圈地幔特征

长白山地区位于华北克拉通东北部,广泛出露富含地幔橄榄岩包体的新生代玄武岩,为研究岩石圈地幔的性质和演化提供了优越条件。本文对长白山地区天池和龙岗新生代火山岩群中尖晶石相橄榄岩包体进行了岩石学、全岩主微量元素、矿物主量元素、单斜辉石微量元素和Sr-Nd-Hf同位素分析。研究结果表明,尖晶石相橄榄岩包体由二辉橄榄岩和少量的方辉橄榄岩组成,Mg#值为87.4～91.2,表现出新生饱满的特征,平衡温度为900～1100℃。橄榄石的Mg#值(%Fo)为85.6～91.3。单斜辉石包括四种类型:(1)轻稀土元素严重亏损型;(2)轻稀土元素亏损型;(3)向右微倾型和(4)"勺型"。单斜辉石表现出Sr同位素(87Sr/86Sr=0.702749～0.707276)整体亏损,部分样品富集的特征,单斜辉石的Nd-Hf同位素呈现出亏损特征(143Nd/144Nd=0.512886～0.51333、εHf=+17.7～+49.8)。长白山地区二辉和方辉橄榄岩分别经历了小于10%和略大于10%的部分熔融作用,并受到富水硅酸盐熔体的地幔交代作用。太平洋板块向西俯冲作用使得软流圈上涌并携带大量壳源物质进入地幔深部,与岩石圈地幔发生橄榄岩-熔体反应,形成了长白山地区不均一的岩石圈地幔,以新增生饱满地幔为主,夹有少量古老难熔岩石圈地幔碎片。     

西藏雅鲁藏布江缝合带西段巴尔地幔橄榄岩成因及构造意义

巴尔蛇绿岩属于雅鲁藏布江缝合带的西延部分,距拉萨约1200km,主要由地幔橄榄岩、少量的橄长堆晶岩和玄武岩组成.地幔橄榄岩主体为合单辉方辉橄榄岩,少量为二辉橄榄岩.根据巴尔蛇绿岩地幔橄榄岩的结构构造特征,将矿物组合划分为3个世代,第一世代残余地幔矿物组合:橄榄石+斜方辉石+单斜辉石;第二世代部分熔融及熔-岩反应矿物组合:橄榄石+斜方辉石+单斜辉石+尖晶石;第三世代地幔交代作用矿物组合,主要为含水矿物角闪石.将3个世代的矿物组合归并为2个演化阶段:第一阶段,包括第一世代和第二世代矿物组合,形成于MOR(mid-ocean ridge)构造环境下的洋脊扩张阶段;第二阶段,为第三世代矿物角闪石,形成于SSZ(super-subduction zone)环境下的俯冲阶段.对比雅鲁藏布江缝合带不同区段蛇绿岩中地幔橄榄岩的特征,发现雅鲁藏布江缝合带存在MOR和SSZ两种类型的蛇绿岩,其中中段的蛇绿岩主要以典型的SSZ型地幔橄榄岩为主,而东、西段则以受到不同程度SSZ环境改造的MOR型地幔橄榄岩为主,认为雅鲁藏布江缝合带蛇绿岩地幔橄榄岩演化分段性的特征,与新特提斯洋沿弧方向上板块活动的动力学机制的不均一有关.     

雅鲁藏布江缝合带西段东波地幔橄榄岩体钻孔岩心研究

东波地幔橄榄岩是雅鲁藏布江缝合带内代表性超镁铁岩体,位于缝合带西段,面积超过400km2。为查明岩体成因,在岩体中实施了一口千米深的科学钻探(DSD-1)。除上部有约23m厚的第四系堆积物外,钻孔均钻进在地幔橄榄岩中,孔深1002.06m,岩心采取率96.62%。岩心编录结合显微镜下鉴定将岩心划分出44个岩性单元层,并进一步归并为上、下两套岩性:上部(23.1～340.17m)为含单辉方辉橄榄岩(斜方辉石含量为15～20%,单斜辉石含量不足5%);下部(340.17～1002.06m)为方辉橄榄岩(斜方辉石含量为10%～15%,几乎不含单斜辉石),其中发育薄层状纯橄岩和辉石岩以及辉绿岩脉。矿物学及全岩地球化学研究揭示:①东波地幔橄榄岩以方辉橄榄岩为主,其次为含单辉方辉橄榄岩,它们均具有亏损的全岩地球化学及矿物成分组成,指示它们为经历过中高程度部分熔融后的地幔残余岩石;经历过富水流体(熔体)交代作用,表现为角闪石呈柱状交代斜方辉石;②纯橄岩和辉石岩以透镜状或薄层状脉体发育于方辉橄榄岩中,具有岩浆成因的矿物组成,见交代矿物角闪石,指示它们可能为交代成因;③辉绿岩脉兼具N-MORB和弧玄武岩的化学属性,以低SiO2、高MgO和高Al2O3含量为特征,具有与Western Lau Basin玄武岩一致的REE配分型式,形成于较为成熟的弧后盆地环境。东波地幔橄榄岩(及其中的纯橄岩、辉石岩和辉绿岩脉)在成因上与俯冲带关系密切,都受到了与俯冲带相关地质作用的影响。     

中国东部岩石圈地幔的演化——地幔岩捕虏体微量元素的证据

对中国东部赋存于新生代玄武岩中的地幔岩捕虏体的全岩和单斜辉石等作了主元素和微量元素分析，证实了二辉橄榄岩及其单斜辉石在主元素有连续变化的趋势，反映了具部分熔融后残留相的性质。方辉橄榄岩及其中的单斜辉石的主元素，Ｎｄ／Ｙｂ，Ｔｉ／Ｚｒ和Ｓｒ／Ｚｒ值与二辉橄榄岩的同类矿物是不连续过渡。     

安徽女山橄榄岩包体的氧同位素比值和微量元素组成：地幔交代作用

本文的研究对象是9个来自安徽女山新生代玄武岩的橄榄岩包体,利用激光氟化技术系统分析了橄榄石、单斜辉石和斜方辉石的氧同位素比值;利用LA-ICPMS技术分析了单斜辉石的微量元素组成。结果显示,女山橄榄岩存在辉石与橄榄石之间的氧同位素不平衡分馏现象,其中△Cpx-Ol18O(=δ18OCpx-δ18OOl)出现低至-0．5‰的负值;含角闪石包体中的单斜辉石明显富集大离子亲石元素(LILE,如Sr、Th、LREE)和亏损高场强元素(HFSE,如Nb、Zr、Ti)。氧同位素的数据表明,女山上地幔曾经经历过俯冲洋壳流体参与的交代作用,根据单斜辉石和橄榄石之间氧同位素分馏值△Cpx-Ol18O与包体形成深度之间的负相关性,提出了一个“上升 缓冲”的流体交代模型。虽然微量元素特征也表明女山上地幔受到过地壳流体的影响,但是氧同位素的不平衡分馏和LILE的富集／HFSE的亏损并不是同步的,对这种现象的可能解释是:引起氧同位素不平衡分馏的交代作用和造成女山单斜辉石微量元素特征的交代作用不是同一期的,即女山上地幔曾经发生过至少2次交代事件。     

Fe同位素体系及其在地幔地球化学中的应用

在简要介绍Fe同位素体系的基础上,对Fe同位素在地幔地球化学研究中的应用进行了较为系统的评述。根据华北克拉通新生代玄武岩及其携带的地幔捕虏体Fe同位素研究最新进展和国际上已发表的有关数据,总结了Fe同位素在大洋玄武岩,地幔捕虏体及其单矿物中的分布特征。统计结果表明,来自世界不同地区的大洋玄武岩的Fe同位素组成比较均一,并且相对地幔橄榄岩Fe同位素组成总体偏重,表明地幔部分熔融过程导致Fe同位素分馏。而地幔捕虏体及其单矿物的Fe同位素组成明显不均一。没有受到地幔交代作用影响的橄榄岩,Fe同素组成变化范围小,而经受不同类型地幔交代作用影响的地幔橄榄岩,Fe同位素组成存在明显的差异,这说明地幔交代作用是导致地幔Fe同位素组成不均一的重要机制。     

陕西岚皋早古生代地幔特征及形成机制探讨

陕西岚皋境内赋存于早古生代碱质潜火山煌斑杂岩中的“金云角闪辉石岩”捕虏体是交代地幔捕虏体。主要组成矿物为单斜辉石、角闪石、金云母、磷灰石、钙钛矿、钛铁矿及榍石,发育“三联晶”、“碎裂边”等固相线下的变质变形结构;矿物学研究表明单斜辉石富SiO_2、MgO,贫Al_2O_3、TiO_2,与寄主岩中深源单斜辉石巨晶及单斜辉石斑晶成分差别明显,形成于地幔压力范畴。角闪石和金云母具地幔交代成因的成分待点。Sm-Nd同位素的研究表明,本区交代地幔是原始地幔受来源于地幔柱     

河北阳原新生代玄武岩中两类辉石岩包体的矿物学和地球化学特征

位于大兴安岭-太行山重力梯度带西侧的阳原新生代玄武岩中含有大量橄榄岩和辉石岩包体。辉石岩包体含有绿色的Cr辉石岩和黑色的Al辉石岩包体两种类型,均为二辉岩,且多数样品中单斜辉石含量高于斜方辉石。岩石结构和主微量元素组成说明阳原辉石岩是高压堆晶体。其EMI型Sr-Nd同位素特征,明显不同于寄主玄武岩,暗示两者没有成因联系,而可能代表古老岩浆事件的产物。综合文献资料发现重力梯度带西侧的辉石岩包体大多具有富集同位素特征,而东侧的样品以亏损同位素组成为主。这种空间上的成分差异暗示重力梯度带分隔两个不同的地幔域,也可能与重力梯度带两侧岩石圈地幔形成时代不同有关。     

云南哀牢山蛇绿岩的矿物学研究

云南哀牢山蛇绿岩由变橄榄岩、堆晶杂岩、火山熔岩和硅质岩等四个单元组成,其主要矿物有橄榄石,斜方辉石、单斜辉石、尖晶石、斜长石、角闪石、石榴子石等,这些矿物均已不同程度地遭到蚀变、橄榄石、斜方辉石的化学成分显示蛇绿岩中的二辉橄榄岩为原始地幔岩;是石的化学特征表明蛇绿岩中的橄榄岩为深海橄榄岩;单斜辉石的成分反映二辉橄榄岩经历过熔融作用,堆晶杂央才基性熔岩具有火山弧和洋底玄武岩的特征。     

地幔中EM1端员成因的锂同位素制约

在四个地幔端员(DMM、HIMU、EM1、EM2)中,EM1的成因一直令人困惑。华北克拉通中部(太行山地区)地幔橄榄岩捕虏体的Li同位素组成特征为探讨这一问题提供了新的制约。橄榄岩捕虏体中主要组成矿物(橄榄石、斜方辉石和单斜辉石)的Li同位素组成特征表明,该区的岩石圈地幔中有再循环的、古老的洋壳物质。结合已有的地幔橄榄岩捕虏体的Sr-Nd同位素数据,可以推测再循环的古老蚀变洋壳对地幔EM1端员组分的产生有重要的作用。     

内蒙古集宁新生代玄武岩中橄榄岩包体矿物化学特征及其地幔演化意义

在无水"干"体系的四矿物相橄榄岩中,单斜辉石由于熔点低而通常记录着丰富的部分熔融作用和地幔交代作用信息。在详细岩相学特征和组成矿物主元素分析基础上,重点对内蒙古集宁玄武岩中橄榄岩包体的单斜辉石进行了激光原位微量元素研究。通过与新生代时华北具古老克拉通地幔特征(如鹤壁)和具新生岩石圈地幔特征(如山旺)的橄榄岩对比,讨论了新生代时集宁地区陆下岩石圈地幔性质及其形成和演化机制。集宁地区岩石圈地幔是相当于原始地幔经过较低程度的部分熔融抽取形成的,除个别样品的部分熔融程度5%外,多数样品为5%～10%。橄榄岩的平衡温度与橄榄石Mg#关系表明新生代时集宁地区的陆下岩石圈地幔是不均一的,无明显分层现象,表现为饱满与过渡型地幔的共存。这种主体饱满并兼有过渡型地幔的不均一现象,可能是软流圈物质对古老地幔进行不均匀侵蚀、改造和置换作用的结果。     

金在地幔矿物中的赋存形式及其赋存介质转化的可能模式:以中国北方一些地幔橄榄岩包体为例

采集中国北方玄武岩中橄榄岩包体样品21件。测定了其中的主元素、微量元素、稀土元素(REE)和Au等的含量。橄榄岩包体中的Au含量与CaO含量的相关性表明,其中的Au可能主要赋存于单斜辉石中,反映Au含量可能与地幔演化及熔融程度有关;橄榄岩包体后期受地幔流体交代作用的影响,Au转而以硫化物形式存在,这一过程是在橄榄岩包体原有Au的物质基础上进行的。     

内蒙古集宁橄榄岩包体微区微量元素与Sr同位素特征及其岩石圈地幔演化的指示意义

为完整了解华北克拉通的破坏程度和机制,加深对其西部陆块岩石圈地幔的研究十分重要,而位于华北克拉通西部集宁新生代碱性玄武岩中的地幔橄榄岩包体,为研究人员认识该地区的岩石圈地幔的性质和演化起到指示作用.运用LA-ICP-MS和LA-MC-ICP-MS对集宁地区橄榄岩矿物进行原位微区测试,获得其主量、微量元素和Sr同位素成分的数据.根据矿物组成,可以将集宁地区的橄榄岩分为两类:第一类为贫单斜辉石橄榄岩 (单斜辉石体积分数小于8%),它们经历了高程度的部分熔融,可能是古老难熔岩石圈地幔的残留;第二类为二辉橄榄岩 (单斜辉石体积分数大于13%),其熔融程度低,代表了新生饱满的岩石圈地幔.第一类橄榄岩中单斜辉石REE含量整体偏低且轻微富集LREE,第二类橄榄岩中单斜辉石具有LREE富集和轻微亏损两种配分模式,大部分样品的核边有一定的强不相容元素及Sr同位素组成变化.这些微量元素和同位素特征都表明集宁橄榄岩包体经历过交代作用.(La/Yb)_N和Ti/Eu比值特征表明它们经历过多阶段的交代作用,交代介质有硅酸盐、碳酸盐熔/流体,这些交代介质可能为来源于古亚洲洋板块俯冲时释放的熔/流体.      

内蒙古阿巴嘎旗新生代玄武岩中超镁铁岩包体的特征

内蒙古东部阿巴嘎旗及其以北地区第四纪更新世钠质碱性火山岩中发现的超镁铁岩包体,主要为尖晶石二辉橄榄岩、方辉橄榄岩、纯橄榄岩、橄榄二辉岩、尖晶石单斜辉石岩和单斜辉石巨晶以及辉长岩、花岗闪长岩、石英长石片麻岩等壳源包体。超镁铁岩包体和巨晶的岩相学特征显示它们不是寄主玄武岩岩浆分离结晶堆积体;其主要元素、稀土元素特征与阿尔卑斯型橄榄岩相似,其组成接近于原始地幔岩值;同位素地球化学特征表明它们与寄主岩-玄武岩浆不是同源的;尖晶石二辉橄榄岩包体形成的平衡温度和压力范围分别为1056.9℃～1103.1℃,压力为1.50～1.84GPa,形成相当深度为49.5～60.72km。辉石岩包体形成温度为887.1℃～958.6℃,压力为1.25～1.4GPa,形成相当深度为41.25～46.2km。寄主玄武岩形成温度1390℃～1450℃,压力1.75～2.20GPa,形成相当深度为60～70km。可以认为,研究区在新生代发生了软流圈地幔上涌,导致岩石圈减薄以及地壳的拉张,大量岩浆物质沿构造通道溢出地表。其中超镁铁岩包体与寄主玄武岩浆之间没有熔体与残余物这种成因联系,它们是寄主玄武岩浆在上升过程中捕获的岩石圈地幔碎块。