高温高压下Mg2SiO4-MgAlO4体系相变的实验研究

采用多顶砧高压实验装置研究了Mg2SiO4-MgAl2O4体系在压力为22 GPa,温度为1550～1750℃条件下的相变,并考查了Al2O3在γ相中的固溶度.结果表明,随着体系中MgAl2O4组分含量的增加,相组合发生了变化,依次为γ相+镁铝硅酸盐固溶体+方镁石→镁铝硅酸盐固溶体+方镁石→镁铝硅酸盐固溶体+方镁石+刚玉固溶体;镁铝硅酸盐固溶体具有石榴子石结构,其化学成分随着体系中共存相的改变而有所变化;Al2O3在γ相中的固溶度很低(其重量百分比＜0.8%),因此,在Mg2SiO4-MgAl2O4体系中Al2O3可能对γ相超尖晶石分解转变的压力不会有很大的影响.     

橄榄石-尖晶石相转变流变学的实验研究

对(Mgx,Ni1-x)2GeO4系统中橄榄石-尖晶石两相混合物的流变性进行了实验研究.利用不同温压条件对混合物进行热压,得到的橄榄石和尖晶石的比例不同.温度为1 573K,试件的化学组成从x=0.95-0.70时,得到的两相材料从100%橄榄石到100%尖晶石.三轴压缩试件为圆柱状,直径8mm,两相混合物的平均颗粒尺寸为2.21-9.43μm.流变学试验在气体介质试验机中进行,围压为300MPa,温度为1 073-1 573K.试验分为常应力和常位移率两种,差应力σ1-σ3为45-320MPa,应变率在2.8×10-6-2.8×10-5s-1之间,将实验测得的混合物力学性质与两端材料的强度进行对比,发现两相多晶介质的强度介于两端材料的强度之间.当橄榄石到尖晶石的相变发生在变形过程中时,尖晶石比率的增加使得多晶材料的总体强度上升.     

古特提斯多岛洋洋-陆俯冲:木孜塔格蛇绿岩的矿物学证据

前期研究认识到新疆东昆仑木孜塔格蛇绿岩形成在俯冲带环境.为了进一步研究该俯冲带的类型,对新疆东昆仑木孜塔格蛇绿岩变质橄榄岩的岩石学和矿物学特征进行了分析.薄片观察发现变质橄榄岩的橄榄石以变质残余、变质重结晶和斜方辉石熔融结晶3种结构存在,但探针分析发现它们具有稳定且低Fo值(87.8～89.5);斜方辉石发育变质残余和熔融残余结构,En较低(88～90),Al2O3含量变化大(2.90%～5.13%);尖晶石为他形-半自形结构,其Cr#(=Cr/(Cr Al))集中分布在0.508~0.723和0.100~0.118两个范围内.根据这些来自岩石学和矿物学的证据,并结合该蛇绿岩的构造背景与时代,认识到该蛇绿岩形成在大洋向具有厚陆壳的大陆弧俯冲的俯冲带环境,为新疆东昆仑地区古特提斯多岛洋洋-陆俯冲的结果.     

大陆科学钻探CCSD-PP3钻孔超镁铁岩岩石学和矿物学特征及其意义

PP3超镁铁岩在钻孔中出露厚度达480米,包括纯橄岩、石榴橄榄岩和闪石化金云母橄榄岩等岩石类型。岩石主要组成矿物橄榄石、铬尖晶石、石榴子石、单斜辉石和斜方辉石等。橄榄石为镁橄榄石(Fo在88.7-93.1之间),SiO2含量在38.8wt.%-42.4wt.%;石榴子石为钙饱和的镁铝榴石(Py65.945Alm18.095Uv7.518Gr4.695And3.605Sp0.142),MgO含量在16.77wt.%-20.04wt.%,CaO含量在5.4到6.4wt.%之间,Cr2O3含量在0.3到3.3wt.%,FeO含量在2.48wt.%-11.78wt.%,TiO2含量小于0.04wt.%,代表早期矿物组合;两类斜方辉石的成分都为顽火辉石(OpxⅠ:En91.86Fs7.80Wo0.34,OpxⅡ:En91.83Fs7.91Wo0.21Ac0.06)。斜方辉石Mg#(Mg/(Mg Fe)×100)在91.7-92.5间,Cr2O3含量低于0.32wt.%,CaO含量在0.102-0.199wt.%间,Al2O3含量为0.32-1.06wt.%,均值在0.72wt.%;单斜辉石可分为早期透辉石(Wo45.98En47.89Fs2.73Ac3.39)和晚期顽透辉石(Wo27.61En68.78Fs2.27Ac1.34)两种。铬尖晶石的Cr#(Cr/(Cr Mg)×100)从51到89变化,TiO2和MnO2含量分别低于0.26wt%和0.46wt%。橄榄石、铬尖晶石和单斜辉石等矿物组合表现为3-4期次的特点。     

大别山北麓尖晶石橄揽岩中石榴辉石岩包体的成因

最近在大别山北坡霍山铙钹寨等地的超基性岩中发现了石榴辉石岩的包体．石榴辉石岩草绿色致密块状,呈分米级的块体出现于蛇纹石化强烈的橄榄岩中．主要矿物组成是：石榴子石（Ｐｒｐ ２５－３５）,钠质普通辉石（Ｊｄ１０－２５）和少量的钛铁矿．有相当显著的退变质现象,退变质有两期：麻粒岩相矿物组合,明显地被角闪岩相所切割．石榴辉石岩的寄主岩是尖晶石橄榄岩类．包括尖晶石方辉橄榄岩和尖晶石二辉橄榄岩,由于强烈的蛇纹石化,残余的橄榄石（Ｆｏ９２－９３）仅占５％－４０％,斜方辉石富镁（Ｅｎ８７－９３）并有解理弯曲等韧性变形现象．采用Ｅｌｌｉｓ和Ｇｒｅｅｎ（１９７９）及Ｋｒｏｇｈ（１９８８）石榴子石单斜辉石Ｆｅ－Ｍｇ交换平衡温度计,计算出石榴辉石岩的Ｆｅ－Ｍｇ分配系数（ＫＤ）为４．０６－５．２８．温度Ｔ＝ ７９３°－９１９℃,估算压力 Ｐ＝１．５ ＧＰａ．可以推测该橄榄岩体是从深度约 ６０ ｋｍ的地慢,固态侵位于下地壳,而后与之一起隆升到地表．显然,此种石榴辉石岩与其寄主岩之间具有密切的成因联系．石榴辉石岩和橄榄岩的稀土配分型式及其他地球化学特征均说明它们的化学性质相当于大陆地幔部分熔融所形成的玄武岩熔体及其残留体     

NiFe2O4—ZnFe2O4尖晶石固溶体中的离子占位

在１＊１０＾５Ｐａ,１４００℃条件下实验合成了不同成分的Ｎｉ（１－ｘ）ＺｎｘＦｅ２Ｏ４尖晶石,并将部分尖晶石在１１００℃和１６１０℃条件下重新平衡。采用粉晶Ｘ射线衍射法测定了尖晶石的晶胞参数。将实测的尖晶石晶胞参数与理论计算值进行对比,结果发现,在温度小于１４００℃时Ｎｉ（１－ｘ）ＺｎｘＦｅ２Ｏ４尖晶石中的四面体主要由Ｚｎ＾２＋、Ｆｅ＾３＋占据,而八面体主要由Ｎｉ＾２＋、Ｆｅ＾３＋占据,但至少当温     

铬尖晶石和石榴石的相变: 大陆科学钻探CCSD-PP3孔超镁铁岩超高压变质作用的证据

PP3超镁铁岩主要岩石类型有纯橄岩和石榴石橄榄岩,两者为渐变,主要矿物为橄榄石、铬尖晶石、石榴石、单斜辉石和斜方辉石.铬尖晶石的Cr#[Cr/(Cr+Mg) ×100]从51~89变化,TiO₂和MnO₂值分别低于0.26%和0.46%.铬尖晶石矿物表现为4期次演化的特点,反映了从岩浆期、榴辉岩相、角闪岩相和绿片岩相演化特征.随着超镁铁岩的演化,铬尖晶石表现为Cr#不断增大,而Mg#[Mg×100/(Mg+Fe2+) ]不断减少、氧逸度不断增加的过程.PP3铬尖晶石反映了地幔来源,为大陆岩石圈超镁铁岩特征,后期随折返而演化.从石榴石与铬尖晶石相互转变过程看出,PP3超镁铁岩经历了深度加大的过程,超镁铁岩曾经到达100km以上的岩石圈地幔深处.在绿片岩相-绿片角闪岩相变质过程中,铬尖晶石中Cr、Mg和Al减少,Fe相对增加,产生富Cr尖晶石变质作用样式.晚期剪切变形等次生变化影响了铬尖晶石矿物成分.      

新疆北山地区红石山岩体橄榄石与铬尖晶石成分特征及成因意义

红石山镁铁质-超镁铁质岩体,位于塔里木板块东北部的新疆北山地区,岩体平面为长条状,出露面积大于100 km2。岩体的堆晶韵律和堆晶旋回发育,属典型的层状岩体,每个旋回之间为突变接触关系,旋回内部为迅速或渐变过渡关系。岩石类型丰富,主要有纯橄岩、(含长)单辉橄榄岩、橄长岩、橄榄辉长岩、辉长岩和少量辉石岩。橄榄石和铬尖晶石是重要的早期结晶矿物。通过电子探针分析证明:橄榄石的Fo值为76~90.2,总体上随基性程度的降低,Fo降低。铬尖晶石Cr#为54~69,变化范围较小,落于典型层状岩体的铬尖晶石组成范围。模拟计算表明,形成红石山岩体的地幔部分熔融程度高(17.29%~18.92%,平均为18.41%)、原生岩浆为高温(1 290℃~1 330℃)、高镁(Mg O=13.63%)的苦橄质岩浆,这为塔里木二叠纪地幔柱活动提供了新的证据。     

南天山满大勒克蛇绿岩铬铁矿矿物学特征及其意义

满大勒克蛇绿岩属于南天山晚古生代蛇绿岩带,主要由蛇纹石化橄榄岩、玄武岩和含放射虫硅质岩组成。其中蛇纹岩富含铬铁矿,并具有豆荚状特征。显微镜观察和电子探针分析表明,铬铁矿具有明显的环带结构,从核部到边部呈现出由铬尖晶石到铬铁矿到磁铁矿的变化特征,元素组成上具有由富Al和Cr、贫Fe到贫Al和Cr、富Fe的变化趋势。利用铬铁矿(铬尖晶石)核部矿物的化学成分,得出铬尖晶石的结晶温度为1359～1394℃,平均1379℃;压力为2.76～3.00GPa,平均2.87GPa;相对于FMQ缓冲剂的地幔氧逸度为FMQ-1.50～FMQ-2.92log单位,平均值为FMQ-2.14log单位;地幔熔融程度F为16.7%～18.0%。结合已有研究成果,推测满大勒克蛇绿岩的基底橄榄岩单元源区为石榴石二辉橄榄岩,形成于亏损的软流圈地幔,对应的大地构造位置为弧前盆地。研究区铬尖晶石的环带特征显示其经历了温度由高到低、氧逸度由低到高的演变,反映了满大勒克蛇绿岩套的橄榄岩单元经历了高温高压的地幔环境(低氧逸度),之后随构造变动被推覆到地壳,定位之后又经历了区域变质作用的演化过程(高氧逸度)。     

辽宁瓦房店金伯利岩中铬尖晶石成分的两种分带趋势及其成…

首次报道金伯利岩中铬尖晶石的两种成分分带趋势，其中斑晶铬尖晶石以核部富Ｃｒ、边缘逐渐富Ａｌ和Ｆｅ＾３＋为特征，该铬尖晶石为金伯利岩岩浆上升过程中形成的；基质铬尖晶石则同上述变化趋势相反，它们是岩浆在温、压增大或母岩在熔融程度增加过程中形成的。根据Ｃｒ２Ｏ３含量，基质铬尖晶石可分为两类：一是岩浆演化晚期，岩管爆发前增压过程中结晶的低铬铁尖晶；二是来自深源捕虏体的高铬铁尖晶石，本文探讨了它们的形成机制