东南极格罗夫山泛非期麻粒岩相变质作用

东南极格罗夫山主要由麻粒岩相高级变质岩和花岗岩类组成，其中变质岩以浅色和暗色含斜方辉石长英质片麻岩占主导地位，夹有少量镁铁质麻粒岩、变沉积岩和含方柱石钙硅酸盐岩。这些岩石一般都展示了平衡的矿物共生结构，但在镁铁质麻粒岩的单斜辉石中普遍发育斜方辉石(易变辉石)的出溶片晶。根据出溶辉石的重组分析获得麻粒岩相变质作用的峰期温度约为850℃，而浅色片麻岩中的石榴子石—斜方辉石—斜长石—石英组合给出的变质压力为0．61～0．67GPa。镁铁质麻粒岩中火成亚钙质普通辉石斑晶的保存表明格罗夫山地区可能只发育单一的泛非期高温麻粒岩相变质事件，岩石在高温变质之后经历了缓慢冷却过程，这主要归因于花岗质岩浆的板底垫托作用。     

Sigmoidal exsolution by internal shear stress in pyroxenes from chondritic meteorites

Pyroxenes of pigeonitic and augitic bulk compositions in H3–4 chondritic meteorites commonly exhibit sigmoidal precipitates, rather than the elsewhere common lamellar associations. Most often, submicrometric sigmoids with calcic clinopyroxene composition occur within clinoenstatite; more rarely, clinoenstatite sigmoids occur within calcic clinopyroxene. The sigmoids appear as 001 terminated lamellae, with terminations rotated in opposite directions towards the 100 orientation. Pre-exsolution pigeonite and augite formed at temperatures higher than 980 °C, whereas sigmoidal exsolution occurred between 990 and 830 °C. Local anomalous lattice parameters determined by electron diffraction suggest that lattice parameters are most strained where the exsolution texture is most poorly defined. Shear strain occurs during exsolution due to mismatching lattice parameters and variable angles. In response to shear stress, the lamellae relax and assume sigmoidal strained morphologies. Sigmoidal exsolution is strongly controlled by (100) orthoenstatite stacking faults that possibly trigger exsolution.     

江苏青龙山磷灰石中出溶体的初步研究

最近的研究证实，在大别-苏鲁超高压变质带的多硅白云母榴辉岩和超基性岩中的磷灰石矿物内普遍发育有针柱状出溶晶体，初步研究证明这些出溶晶体多为各种硫化物：如黄铁矿、黄铜矿等。本文重点研究苏鲁青龙山地区的多硅白云母榴辉岩和退变榴辉岩中磷灰石内的出溶晶体，通过扫描电镜、电子探针和X-光能谱的线扫描分析，确认这些出溶晶体是铜的硫化物，并根据无标样定量的分析结果初步推测有可能是CuS2晶体。目前已知的CuS2晶体都是在高温高压（T=700-1000℃和P=4．5-5．0GPa）条件下人工合成的。这样的温压条件与青龙山榴辉岩的超高压变质条件是吻合的。在磷灰石中能保存超高压的硫化物，可能是由于磷灰石自身的稳定性和化学惰性。因此推测在超高压变质作用中，磷灰石晶体中易于保存硫化物出溶体与石榴石和绿辉石中易于保存柯石英和金刚石的作用相类似。     

西准噶尔白碱滩二辉橄榄岩中两种辉石的出溶结构及其地质意义

克拉玛依白碱滩尖晶石二辉橄榄岩主要由橄榄石、单斜辉石、斜方辉石和尖晶石组成,橄榄石和斜方辉石均发生程度不等的蛇纹石化。单斜辉石一般很新鲜。单斜辉石和斜方辉石均发育出溶结构,出溶条纹或者平直或者发生舒缓的弯曲变形(即便是在发生弯曲的情况下也是完全平行的)。透辉石-普通辉石出溶体一般呈针状(直径一般为1μm,长度>150μm),顽火辉石出溶条纹直径一般为1～3μm(长度>300μm)。斜方辉石主晶属于顽火辉石-易变辉石,单斜辉石主晶为透辉石(成分很均一)。地质温度压力估算表明,白碱滩二辉橄榄岩中辉石出溶结构发生的温度为700℃～1000℃、压力为2.0～2.7GPa,它们代表辉石出溶结构形成的最低PT条件。白碱滩二辉橄榄岩至少经历了三个演化阶段:原始辉石与尖晶石和橄榄石平衡共生(阶段Ⅰ,>94km);随着地幔上隆,原始辉石结构不稳定,分解并形成出溶结构(阶段Ⅱ,700℃～1000℃),斜方辉石开始分解的深度为94km,单斜辉石开始分解的深度为78km;之后,蛇绿岩经历的侵位事件导致辉石发生塑性变形(阶段Ⅲ)。蛇绿岩侵位之前,地幔岩曾发生了>50km的隆升,而且,在隆升过程中地幔岩没有发生明显部分熔融(地幔岩因此没有经历明显的岩浆抽提过程)。     

岩浆-热液系统中铁的富集机制探讨

与岩浆-热液系统有关的铁矿类型有岩浆型钒钛磁铁矿床、玢岩铁矿、矽卡岩型铁矿和海相火山岩型铁矿,与这些铁矿有关的岩浆岩从基性-超基性、中性到中酸性岩均有,其中岩浆型钒钛磁铁矿床与基性-超基性深成侵入岩有关,形成于岩浆阶段,主要与分离结晶作用有关,但是厚大的富铁矿石的形成则可归结于原始的富铁钛苦橄质岩浆、分离结晶作用、多期次的岩浆补充以及流动分异等联合过程。钒钛磁铁矿石产于岩体下部还是上部与母岩浆的氧逸度有关:高的氧逸度导致磁铁矿早期结晶而使得其堆积于岩体的下部,相反,低氧逸度则导致低品位的浸染状矿石产于岩体的上部。虽然野外一些证据表明,元古宙斜长岩中的磷铁矿石可能是不混溶作用形成的,但是目前尚无实验证据。某些玢岩铁矿的一些磷灰石-磁铁矿石可能与闪长质岩浆同化混染了地壳中的磷导致的不混溶作用有关。除此之外,其他各类与岩浆作用有关的铁矿床均与岩浆后期的岩浆-热液作用有关。这些不同类型铁矿床的蚀变和矿化过程具有相似性,反映了它们形成过程具有相似的物理化学条件。成矿实验以及流体包裹体研究表明,岩浆-流体转换过程中出溶流体的数量以及成分受多种因素控制,其中岩浆分离结晶作用以及碳酸盐地层和膏盐层的混染可导致出溶的流体中Cl浓度的升高。早期高氧逸度环境可以使得硫以SO42-形式存在,抑制硫与铁的结合形成黄铁矿,有利于铁在早期以Cl的络合物发生迁移。大型富铁矿的形成需要一个长期稳定的流体对流循环系统,而岩浆的多期侵位或岩浆房以及在相对封闭的环境中(需要一个不透水层)一个有利于流体循环的断裂/裂隙系统是形成一个长期稳定的流体对流循环系统的必要条件。但是由于不同地质环境,流体中铁的卸载方式和位置会有明显差别,由此导致不同的矿石结构构造和不同的矿体产状。     

大别—苏鲁超高压榴辉岩中高钛石榴子石的成分特征及其与金红石包裹体的成因联系

石榴子石是榴辉岩中的基本造岩矿物。本文对苏鲁地体中的毛北榴辉岩和大别地体中的双河榴辉岩中的石榴子石进行了研究。结果显示,石榴子石都表现出中心“富”钛特征,即石榴子石颗粒的中心部位的TiO₂含量（0.10%~0.50%）明显高于正常榴辉岩中石榴子石的钛含量(TiO₂ 一般<0.1%)。另外,在石榴子石中心部位含有大量金红石及其它钛矿物包裹体,其定向分布特征揭示其出溶成因模式。计算结果显示,出溶金红石的原始石榴子石大约含1.7% TiO₂,揭示其超深源特征。此外,在石榴子石中发现了一颗TiO₂含量达8%~9%的钙铝榴石,具超深源成因特征。因此,本文认为超钛钙铝榴石也是超高压变质作用的标志矿物。     

西藏松多榴辉岩矿物出溶体研究

西藏松多榴辉岩中的石榴石和单斜辉石中发育有大量的矿物出溶体。电子探针能谱分析结果表明,石榴石中的出溶体为金红石,绿辉石中的出溶体为石英和富钾质矿物(钾长石)。根据石榴石-绿辉石-多硅白云母矿物温压计计算出的松多榴辉岩变质温压范围接近石英-柯石英相转变线,结合这些出溶体的存在,指示了西藏松多榴辉岩曾经历过超高压变质作用,这为松多榴辉岩的形成条件提供了重要证据。     

基性麻粒岩中方柱石的出溶现象及成因机制:以西藏南部日玛那穹隆麻粒岩为例

方柱石是一种含挥发分的架状铝硅酸盐矿物,其成因一直有争议。对喜马拉雅造山带定结地区基性麻粒岩中方柱石及其出溶物的矿物化学和纳米结构分析表明：（1）方柱石为富S类型;（2）内部出溶矿物为陨硫铁,晶胞参数为a=b=0.5968nm,c=1.174nm,α=β=90°,γ=120°;（3）陨硫铁的（001）面平行于方柱石的（100）面。出溶前的方柱石在榴辉岩相条件下形成,其稳定压力上限与Fe含量呈正相关关系。在麻粒岩相作用时,无水条件下方柱石内的SO₄^2-发生自氧化还原反应而产生出溶矿物和O₂,反应方程式为：Fe²⁺+SO₄^2-=FeS+2O₂。类似反应可能导致下地壳氧逸度高于中上地壳。方柱石的形成与分解记录了喜马拉雅造山带的形成过程,在大陆俯冲与折返过程中扮演重要角色,对地壳深部挥发分的调节起到了重要作用,并对地球深部氧逸度调节机制的研究开拓了新的思路。     

Valence state mapping and quantitative electron spectroscopic imaging of exsolution in titanohematite by energy-filtered TEM

 The microstructure of hematite-ilmenite exsolution intergrowth of a natural titanohematite crystal from a granulite has been investigated in a transmission electron microscope equipped with an energy filter. Special emphasis is on quantitative compositional mapping at the nanometre scale using electron spectroscopic imaging, as well as mapping the Fe³⁺ and Fe²⁺ valence distribution in the intergrowth. Quantitative point analyses by energy-dispersive X-ray analysis have been compared with results from electron energy-loss spectroscopy and element-distribution mapping. The results indicate that the coexisting compositions of the two phases (Ilm₈₈Hem₁₂ and Ilm₁₆Hem₈₄) are independent of the size of the exsolution. The application of quantitative mapping to determining diffusion profiles around precipitates is demonstrated. Received: 30 March 2000 / Accepted: 7 September 2000     

中国大陆科学深钻主孔岩屑中含钠和锌的尖晶石的发现

一种含钠和锌的尖晶石矿物产于中国大陆科学深钻主孔超镁铁岩中，以出溶的方式存在于钛铁矿和磁铁矿中，长5-60μm，宽2-3μm，化学组成（wB％）为MgO17．143％-22．337％，Al2O3 63．646％～66．492％，FeO9．784％～13．924％，ZnO 1．649％-6．386wt％．Na2O 0．029％～0．219wt％。Na2O与ZnO在尖晶石中的含量呈正相关关系。经同步辐射测得其为尖晶石单晶，空间群为Fm3m，晶胞参数为a=0．83781am。根据尖晶石与钛铁矿、石榴石（pyr=56-58mol％）共生和石榴石退变为顽火辉石和镁绿泥石的特点，表明该尖晶石来自超镁铁岩，它们一起经历了至少为角闪岩相的变质作用。广泛的混溶间断现象及其所造成的出溶结构出现在氧化物中，表现为Mt-Usp、Mt-Spl及Mt-Ilm之间的交生。根据前人有关Mt-Usp和Ilm-Gk-Hem固溶体系的实验。表明主孔岩石的氧逸度相对较低，形成温度应在720℃以上。这些早期在岩浆分离结晶过程中形成的铁钛氧化物出溶体，在后来的超高压变质作用下可能发生再次固溶和因降温减压造成的出溶。