Li同位素在斜顽辉石、镁铝榴石及镁铝尖晶石晶格内扩散与分馏的理论计算研究

斜顽辉石、镁铝榴石和镁铝尖晶石作为辉石族、石榴石族以及尖晶石族中的重要端元,是地球上地幔主要组成矿物。Li同位素是重要的地幔地球化学示踪剂,其在橄榄石、辉石和石榴石等地幔矿物中的扩散分馏的性质对理解Li同位素作为地幔地球化学示踪剂非常重要。我们通过经典力场经验势方法,从原子尺度上计算研究了不同温压条件下Li同位素在斜顽辉石、镁铝榴石和镁铝尖晶石晶格中分别通过不同的填隙机制和取代空位机制迁移的活化能和其在不同晶格位上的分馏效应。我们发现Li同位素是通过取代空位机制在斜顽辉石、镁铝榴石和镁铝尖晶石中进行迁移扩散。Li同位素在不同晶格位上的分馏作用计算表明,在三种矿物中重同位素7Li会更多地进入晶格填隙位中,而6Li则相对更多进入Mg位。温度是影响这种分馏作用的一个关键因素,相应的结果可用来解释地幔Li同位素组成特征及冷却条件下的同位素分馏等科学问题。     

滇西三台山地幔橄榄岩的成因及其构造意义:来自地质学、矿物学和岩石地球化学的证据

腾冲和保山地块之间的高黎贡—瑞丽断裂带西侧出露潞西三台山地幔橄榄岩,该岩体与围岩均呈断层接触共同构成增生杂岩,主要由纯橄榄岩和方辉橄榄岩组成,主要造岩矿物为橄榄石和斜方辉石,副矿物尖晶石发育。橄榄石为镁橄榄石(Fo为90~93);斜方辉石为顽火辉石(En为89~92),以低铝(0.47%~1%)和高Mg#值(91~96)为特征;尖晶石主要为富铬型尖晶石(Cr#值为54~78)。三台山纯橄榄岩和方辉橄榄岩具有相似的稀土配分模式曲线,为轻稀土元素富集且右倾平坦型曲线;在微量元素原始地幔标准化图解中,相对富集大离子亲石元素Rb、Cs和高场强元素Pb、U。矿物地球化学和全岩组分表明,三台山橄榄岩主要矿物与全岩地球化学成分特征具有深海橄榄岩和弧前橄榄岩的特征,为经历了25%~35%部分熔融后的残余。结合与不同蛇绿岩体构造环境的对比,笔者认为三台山橄榄岩与雅鲁藏布江缝合带的蛇绿岩体具有相似的源区特征,兼具亏损地幔源区特征和俯冲带熔/流体交代特征,表明其可能经历了快速扩张大洋中脊(MOR)和俯冲带仰冲板片(SSZ)两种构造环境。     

应用电子探针技术研究北京密云放马峪铬铁矿床成因——来自含铬尖晶石矿物化学的证据

似层状铬铁矿床长期以来被认为是岩浆分异成因,但近年来有学者提出其中个别产在蛇绿岩中。本文选择北京放马峪似层状铬铁矿床中纯橄岩、辉橄岩和辉石岩中不同类型的含铬尖晶石进行了电子探针分析。研究表明,岩浆早期的纯橄岩和辉橄岩中的铬尖晶石富铬(Cr2O3平均43.32%),而岩浆晚期辉石的结晶消耗了大量Cr3+,由于氧逸度的升高,在辉石岩的单斜辉石中出溶贫铬的铬磁铁矿(Cr2O3平均10.32%)和富铝尖晶石(Cr2O3平均15.77%)。与世界上不同类型铬尖晶石的矿物化学特征进行对比,可以认为放马峪铬铁矿床是产在阿拉斯加型岩体中的早期岩浆矿床,而与蛇绿岩无关。本文对放马峪铬铁矿床成因和成矿专属性的限定,为这类镁铁-超镁铁岩体的铬、铜镍、铂族元素的找矿勘查提供了依据。     

冲绳海槽碱性玄武岩浆的起源及演化

利用电子探针对冲绳海槽133站位玄武岩的斑晶矿物、基质以及斑晶矿物中关晶石包体和岩浆包裹体作了化学主成分分析,结果表明,该站位玄武岩属橄榄玄武岩,岩石中斑晶矿物由培长石、普通辉石、贵橄榄石和磁铁矿组成,尚见有少量外来的脉石英碎块,基质成分由拉长石微晶和玻璃组成。培长石和贵橄榄石中含有玻璃质岩浆包裹体和铬镁尖晶石或铬镁铁尖晶石包体。尖晶石的化学成分证明它是地幔部分熔融成因的。岩浆包裹体代表了一种原生的碱性橄榄玄武岩浆,其化学成分相当于橄榄辉长岩。该站位的玄武岩浆起源于上地幔尖晶二辉橄榄岩的部分熔融,并沿着“碱性橄榄玄武岩浆-粗面玄武岩浆-玄武质粗面岩浆-粗面岩浆”方向演化,每一阶段的岩浆在上升过程中都不同程度地受到地壳物质的同化和混染作用。     

Geochemistry of the Limahe Intrusion in the Panxi District, SW China:Discussion on the Relationship to the Emeishan Basalts

The Limahe intrusion is a typical rock hosting Cu-Ni sulfide deposit in the Panxi district. The major element, trace element and Sr-Nd isotopic geochemical data are reported in this study both firstly and systemically. Age-corrected （87Sr/86Sr） and εNd（t） isotope values, ranging from 0.687062 to 0.709298, from -0.6 to -4.13 respectively, are partly overlap the field of the Emeishan basalt and OIB, and they lie between upper crust and OIB generally. The similar patterns between the Limahe intrusion and the picrites of the Emeishan large igneous province imply the genetic relationship to the Emeishan basalts. Their lower Nb/U （〈30）, higher （La/Nb）pM and （Th/Ta）pM ratio values （〉1） indicate contamination of the upper crust material. The correlation between MgO and major oxides reflects the fractional crystallization of olivine, clinopyroxene and minor plagioclase in the deep-seated chamber. Therefore increased SiO2 and lowered FeO by the upper crustal contamination may trigger immiscible sulfide melt, which then flowed along the structural fracture and intruded into gabbrodiorite, resulting in the formation of Cu-Ni sulfide orebody.     

赣东北蛇绿岩地幔橄榄岩岩石成因及其地质意义

赣东北蛇绿岩作为华南少有的前寒武纪蛇绿岩长期都是华南大地构造研究中的热点。该蛇绿岩地幔橄榄岩以方辉橄榄岩为主,稀土总量为0.83×10-6~2.62×10-6,远低于原始地幔的含量,而Mg O含量高于原始地幔。稀土元素表现为LREE相对富集,微量元素表现为大离子亲石元素(LILE)富集,高场强元素Nb明显亏损的特征,这表明赣东北地幔橄榄岩具有亏损地幔源区特征,同时也有不同程度的俯冲带流体的交代特征。HREE模拟的部分熔融程度为10%~30%;同时,赣东北蛇绿岩地幔橄榄岩中同时包含Cr#60和Cr#60两种不同成因的铬尖晶石,说明其经历了MOR(mid-ocean ridge)和SSZ(supra-subduction zone)两种构造环境。结合前人资料,笔者推测赣东北蛇绿岩早先可能形成于洋中脊环境(约1060 Ma),随后在洋内俯冲作用下(约970 Ma),位于俯冲带上部的地幔橄榄岩受到了来自俯冲带的流体/熔体的交代,经历了SSZ环境的改造。     

内蒙古大青山造山带含假蓝宝石尖晶石片麻岩的成因网格及动力学

内蒙古大青山造山带中存在着一类特殊的岩石类型极度富铝贫硅的含假蓝宝石尖晶石片麻岩。含假蓝宝石尖晶石片麻岩的岩石学和矿物学的研究表明,变晶序列为Ｓａｐ＋Ｓｉｌ＋Ｇｔ＋Ｐｌ＋Ｂｉ（早期）→Ｓｐ＋Ｇｔ＋Ｓｉｌ＋Ｐｌ＋Ｐｅｒｔｈ＋Ｂｉ（峰期）→Ｃｏｒｄ＋Ｃｏｒｕ＋Ｍｔ＋Ｐｌ＋Ｍｉｃ＋Ｂｉ（峰后）。利用Ｇｉｂｂｓ相律和Ｓｃｈｒｅｉｎｅｍａｋｅｒｓ分析方法对该岩质系的矿物演化历史进行了理论推导,结果表明其与实     

雅鲁藏布江蛇绿岩再研究:从地质调查到矿物记录

蛇绿岩带出现于全球大多数碰撞构造带上,通常是板块缝合带的标志,西藏雅鲁藏布江缝合带蛇绿岩带对于此种概念模型是毫无争议的。根据近年来现代洋壳和蛇绿岩研究成果以及分析技术,在20世纪80年代中法合作项目研究成果基础上,笔者再次对西起日喀则拉孜、东至泽当金鲁,长约500km的雅鲁藏布江缝合带蛇绿岩进行了研究。在野外调查基础上,对雅鲁藏布江蛇绿岩中500多个尖晶石样品的地球化学特征进行了分析研究,以探讨蛇绿岩的成因及其动力学背景,提出雅鲁藏布江蛇绿岩带属于超俯冲作用(suprasubduction)的产物,与近年来其他研究成果的认识一致。     

伊通上地幔剪切带捕虏体中富铝尖晶石的地球化学特征

伊通上地幔剪切带中辉石岩、二辉橄榄岩和易剥橄榄岩是3个主要地幔捕虏体,其中尖晶石的化学成分以富铝为特征。辉石岩中尖晶石在薄片下呈绿色,为铝含量高、铬含量低的铝尖晶石;与之相比,二辉橄榄岩和易剥橄榄岩中尖晶石在薄片下呈棕色,为铝含量相对较低、铬含量相对较高的富铝铬尖晶石。尖晶石的颜色与Al、Mg、Cr、Fe含量有关。在不同捕虏体中尖晶石成分具有不同的变化范围,尖晶石化学成分之间存在一定的相关性,Mg#与Cr#,Mg#与Fe2 和Cr与Al呈现负相关性,而Mg#与Al#呈现出正相关性,反映不同捕虏体中尖晶石具有同一来源和成因联系。在地幔岩石部分熔融和结晶过程中Cr和Al的分异明显。固溶体条件下基本服从八面体Cr Al替代关系,而不同地幔捕虏体中尖晶石的成分差异是岩浆部分熔融和结晶过程中元素分异、固溶体离子替代的结果。