大别山碧溪岭和黄镇榴辉岩中绿辉石的结构水：对原岩性质和动力学过程的制约

运用傅立叶变换红外光谱(FTIR)技术,对大别山碧溪岭和黄镇榴辉岩中的绿辉石进行了详细的结构水观察。绿辉石中普遍含有结构水,以OH~-的形式存在,含量可达～2000ppm(H_2O wt.)。碧溪岭绿辉石的水含量在露头尺度(-150km)上是不均一的,而黄镇绿辉石是均一的(至少在3km的尺度上)。碧溪岭绿辉石水含量的不均一分布和黄镇绿辉石水含量的均一分布都反映的是原岩特征,碧溪岭榴辉岩原岩经历的水-岩相互作用是“隧道式”的而黄镇是“弥散式”的碧溪岭榴辉岩的原岩可能是基性的侵入岩而黄镇榴辉岩的原岩可能是玄武岩。碧溪岭绿辉石的水含量(<1400ppm)明显低于黄镇绿辉石(～1850ppm),这是原岩水含量差异的体现,原岩性质的不同和经历的水-岩相互作用方式的不同造成了原岩水含量的差异。     

河北汉诺坝玄武岩中橄榄岩包体矿物的含水性研究——微区红外光谱分析

对12个来自河北汉诺坝玄武岩的橄榄岩包体中的单斜辉石和斜方辉石进行了详细的微区傅立叶变换红外光谱(Micro-FTIR)分析。结果显示,所有的单斜辉石和斜方辉石颗粒都含有以OH形式存在的结构水。对部分粒径较大的辉石颗粒内部的多点分析表明,结构水含量表现出中心高边缘低的不均一分布。这种不均一分布的特征应该来自于包体上升过程中由于压力降低而引起的H扩散。如果用每个样品多个测定颗粒的中心部位的平均值来代表该样品,12个样品的单斜辉石水含量为48×10-6~152×10-6,斜方辉石水含量20×10-6~55×10-6。根据矿物水含量(假设橄榄石的水含量为2×10-6)和它们的体积分数计算的全岩水含量为11×10-6~48×10-6。结合已经发表的橄榄岩包体数据来看,在岩石圈地幔的物理化学条件下,单斜辉石与斜方辉石之间水的平衡分配系数大约为2.2±0.6;岩石圈中水的分布可能具有纵向和横向上的不均一性。     

华北新太古代和中生代大陆下地壳中的水:以汉诺坝地区为例

应用显微傅里叶变换红外光谱技术,对华北克拉通北缘汉诺坝地区的太古宙地体麻粒岩和新生代玄武岩中捕虏体麻粒岩(中生代底侵成因)的主要组成矿物(单斜辉石、斜方辉石、斜长石和石榴子石)进行了详细分析.结果表明,无论是地体麻粒岩还是捕虏体麻粒岩,岩石中的主要组成矿物均含有结构水,主要以OH形式存在.同种产状麻粒岩的矿物水含量(H2O%)均存在较大的变化,而且都远远超出实验误差,表明下地壳内水的分布可能是不均一的.两种产状麻粒岩的矿物结构水含量有着显著的不同,地体麻粒岩中矿物的水含量是捕虏体麻粒岩的2倍以上.太古宙-古元古代形成的安徽女山新生代玄武岩中的捕虏体麻粒岩具有与汉诺坝太古宙地体麻粒岩相似的水含量范围,但明显高于汉诺坝中生代形成的捕虏体麻粒岩.由此看来,早期(太古宙-古元古代)下地壳的水含量要比中生代形成的下地壳高得多,这可能指示不同时代下地壳在形成机制和性质上的不同.     

红外光谱测定绿辉石结构水含量的两种吸收系数之比较

使用目前常用的两种红外吸收系数,对超高压榴辉岩中绿辉石的结构水含量分别进行了计算;结合最近的一些文献数据,对两种计算结果进行了对比分析;定量比较了两种方法的优劣,表明使用Bell等(AM,1995,80:465-474)的吸收系数会使得计算结果明显偏高(一倍左右),这会对理解水对地球内部物性和动力学的影响带来较大的不确定性。本文计算表明,使用Libowitzky和Rossman(AM,1997,82:1111-1115)的方法计算绿辉石中的水可能更加准确,相应的红外摩尔吸收系数应该为(13.43±0.12)ppm-1.cm-2,即(7.47±0.0647)×104L/molH2O.cm-2。     

离子探针技术在地球化学研究中的应用综述

离子探针(SIMS)是一种固体原位微区分析技术,具有很多其它的仪器分析技术所不具备的优点,在地球化学分析研究中有独特的作用,主要用于元素含量和同位素组成的测定,能对大多数元素进行微区、微量、高灵敏度和高分辨率的分析.结合目前的一些研究资料,本文对SIMS的基本结构和原理、测定精度和准确度的影响因素以及一些典型的校正方法进行了讨论,并简单介绍了SIMS技术在地球化学领域中的应用.     

岩石圈中水分布的时空不均一性:来自汉诺坝和女山深源岩石的信息

岩石圈中水的分布是研究地球不同层圈中水的含量、分布和演化的重要组成部分.岩石圈的主要组成矿物(橄榄石、辉石、长石)都是名义上的无水矿物,但是这些矿物中都含有以缺陷形式存在的OH/H2O,构成了岩石圈中最重要的水库.     

In-situ trace element analyses and Pb-Pb dating of zircons in granulite from Huangtuling, Dabieshan by LAM-ICP-MS

Zircon is an accessory mineral occurring in many types of rocks. For the rich content of U and low content of common Pb, it is the principal mineral used for U-Th-Pb dating. It can be sur-vived during weathering, transiting, high-grade metamorphism and ev…     

低温榴辉岩中石榴子石的成分分带:快速抬升的证据

对南大别黄镇冷榴辉岩中——颗石榴子石进行了详细的电子探针工作，对其特殊的成分分带，建立了扩散模型并进行数值模拟，结果得到4．5mm／a的快速抬升速率。该结果表明黄镇榴辉岩曾经历了一个快速的抬升过程。     

单斜辉石中缺陷OH结合机理的变温红外光谱实验研究

利用变温红外光谱及偏振实验的结果,依据晶体化学理论及键长与振动频率的关系,从热膨胀速率这一新的角度探讨了单斜辉石中缺陷OH的结合机理。单斜辉石中OH的红外吸收峰主要有3组:3600~3620cm-1、3500~3540cm-1和3445~3465cm-1。第1组峰对应的的OH结合方式是Si4 O2- 1/2H2Al3 OH-,第3组峰对应的OH结合方式是H填充M2空位。第2组峰对应的OH结合方式复杂,可能和多个位置有关。第2和第3两组OH偶极的振动方向一致,都是M1和M2的共棱O2—O1,而第1组OH偶极的振动方向则是M2的O2—O3棱。     

大陆下地壳高电导率的起源：矿物中的结构水

大地电磁学的测定结果显示，大陆下地壳可能具有异常高的电导率(10-4~10-2 S/m)。认识这种异常现象的起源，对于更好地理解地球内部的结构和一些典型的地质学过程具有重要的意义。虽然目前有多种机制试图对大陆下地壳高电导率现象进行解释，但是争论依然激烈，已有的模型(含水矿物模型、孔隙流体模型、颗粒边界石墨膜模型和正空穴电子对模型等)都不能提供令人信服的答案。对安徽女山下地壳麻粒岩包体中的主要组成矿物(斜长石、斜方辉石、单斜辉石)的Micro FTIR分析表明：这三种矿物普遍含有结构水，含量分别可以高至~1 700×10-6、~1 600×10-6和~2 400×10-6。麻粒岩中结构水的存在可能会对大陆下地壳的电导率分布产生重要的影响，从而可能为认识其起源提供一个新的解释方法。