Melt Inclusions of Sulfide in Mantle-Driven Amphibole Megacrysts

硫化物熔融包裹体研究是认识硫化物矿床成矿元素来源和演化的重要手段,由于硫化物熔融包裹体的体积较小(粒径仅为10～20 μm),其详细化学元素组分的难以获得一直是制约进一步研究的瓶颈.笔者在前人研究的基础上,借助于扫描电镜、电镜能谱和二次飞行时间离子探针(Tof-SIMS)对产于铜陵地区角闪石巨晶中的硫化物熔融包裹体进行了详细的研究,首次获得了一套精确的矿物化学资料和元素分布图.矿物学研究表明,角闪石巨晶在上地幔和下地壳均有结晶,温压区间分别为T:850～900℃(温度),P:0.70×109～0.82×109 Pa(压力),对应深度D:23.10～27.06 km;和T:900～950℃,P:1.09×109～1.17×109 Pa,D:35.97～38.61 km.元素分布图显示,硫化物熔融包裹体主要有两种元素组成体系:S-Fe-Mn-Ni-Rb-Sr-Ba和S-Fe-Cu-Sr,幔源硫化物体系中Mn、Ni、Rb、Ba等元素具有相似的性质特征可共溶,与Cu则表现出不混溶.在铜陵地区,上地幔的部分熔融形成了一套碱性玄武岩浆,后受岩浆底侵作用和壳幔相互作用影响,底侵进入下地壳深位岩浆房,发生结晶分异和同化混染作用,形成一套轻度演化的玄武岩浆,可能为辉长质.上地幔和下地壳的角闪石巨晶分别是由上地幔碱性玄武岩浆和下地壳轻度演化的玄武岩浆(辉长质)高压下结晶的产物.当上地幔碱性玄武岩浆上侵到下地壳深位岩浆房以后,发生结晶分异作用,又由于地壳硅镁层的混染作用,使得玄武岩浆中硫溶解度降低,促其熔离,从而释放大量的硫(S,以及Ni、Cu、Cr).角闪石巨晶中的硫化物熔融包裹体正是在下地壳深位岩浆房中,由正在结晶的角闪石巨晶在结晶分异和轻度演化的玄武质岩浆中捕获的不混溶硫化物熔融液滴形成的.铜陵地区在中生代经历了一个长期的大规模的岩浆底侵作用和壳幔相互作用过程,由于下地壳硅镁层混染作用使得轻度演化的玄武岩浆释放大量硫,必然会在莫霍面附近形成大规模高浓度的硫富集区,这些组分在岩浆上侵作用、地壳减薄作用或者裂谷作用的影响下很容易再活化,进入区域岩浆-热液流体系统,最终参与形成区域大规模的硫化物矿床.     

阿尔泰伟晶岩中流体熔融包裹体成分的研究

对阿尔泰可可托海、柯鲁木特和库威伟晶岩锂辉石及绿柱石中单个流体熔融包裹体各相成分，借助激光拉曼探针进行分析，鉴定出固体相为不同硅酸盐子晶矿物，定量给出了流体相成分。根据子晶矿物和流体相成分估算了整个流体熔融包裹体的成分，并据此进一步讨论了熔体中流体的溶解度问题。流体熔融包裹体成分研究表明熔体中流体已达饱和或过饱和，流体相与熔体相发生分离，相应残余伟晶岩浆体系进入晶体＋熔体＋流体三相共存的岩浆－热液     

金刚石中岩浆熔融包裹体

在我国数颗金刚石中发现了罕见的岩浆熔融包裹体.包裹体物质由球粒和基体组成,球粒主要为Fe质球、Si-Fe质球和Si-Fe-Mg质球,基体成分为Si-Al-K质、Si-Mg-Fe质和Si-Fe-Ca质等.不同金刚石中包裹体成分变化较大,推测包裹体（球体和基体）是经熔离作用的岩浆熔体在温度下降、氧逸度很低和淬火作用条件下形成的.金刚石的结晶可能与火山喷发作用有关.     

山东昌乐刚玉巨晶中的流体和熔融包裹体及其流体组分特征

山东昌乐第三纪玄武岩中产有刚玉巨晶,内含丰富的原生和假次生流体包裹体和熔融包裹体。流体包裹体可分为CO2单相包裹体、H2O-CO2两相和三相包裹体。熔融包裹体类型复杂,其中富流体相包裹体可分为含CO2收缩气泡两相熔融包裹体和气-液-固多相熔融包裹体。诸类包裹体主要赋含在刚玉晶核外的“主体”部分,以CO2单相流体包裹体和两相熔融包裹体最为发育,并且不同类型包裹体常密切伴生,表明它们形成时流体发生了不混溶作用:出现熔浆相(富含挥发分)、气相(CO2为主)和富水相(H2O-CO2为主)等多相体系。激光拉曼分析结果显示,各类包裹体中的气体组分主要是CO2,另有不等量的N2和H2S,据此划分为纯CO2、CO2-N2、CO2-H2S和CO2-N2-H2S等气体组合类型,没有发现O2、CH4和H2等组分。此外,拉曼分析也证实了流体包裹体和熔融包裹体中存在H2O。上述资料表明,昌乐地区深部流体以CO2为主,同时包含H2O、N2和H2S在内的多种组分,这些流体组分也是刚玉母浆系统的重要成分。     

癞子岭黄玉云英岩中流体—熔融包裹体研究—黄玉云英岩成因的探讨

癞子岭黄玉云英岩矿物中流体－熔融包裹体研究揭示黄玉云英岩是岩浆－热液过渡阶段的结晶产物。而黄玉云英岩中岩浆作用与交代作用特征并存现象则是低温成岩熔体在结晶过程中共存的热液对已形成的矿物产生水岩反应的结果。     

海南蓬莱刚玉巨晶中铌（钽）铁矿包裹体及其意义

铌（钽）铁矿是基性岩与超基性岩中极为罕见的矿物，运用电子探针分析了海南蓬莱与碱性玄武岩有密切成生联系的刚玉巨晶中的铌（钽）铁矿包裹体的成分，确定其晶体化学式为（Fe0.726Mn0.168)0.894(Nb1.808Ta0.067Ti0.208)2.083O6。讨论了铌（钽）铁矿的形成与刚玉巨晶的关系，认为刚玉巨晶的形成可能和岩浆混合或上地幔流体交代作用有关。     

地幔岩中流体包裹体研究

地幔岩石中的流体包裹体代表地幔流体的样品。地幔流体包裹体可以存在从地幔来的金刚石,地幔捕虏体和岩浆碳酸岩中。研究这些岩石和矿物中的流体包裹体可以得出其所代表的地幔流体的温度、压力、成分和同位素。我们目前见到的这三类地幔岩石的包裹体主要可在橄榄石、辉石、金刚石、方解石和磷灰石中见到。这些包裹体可以粗略地分为CO2包襄体和硅酸盐熔融体包裹体。又可细分为四类包裹体：（1）富碳酸盐的硅酸盐熔融包裹体。这种包裹体在金刚石、地幔岩捕虏体和岩浆碳酸盐岩中见到,它又可分为结晶质熔融包裹体和玻璃包裹体。（2）CO2包裹体。这种包裹体大多见于地幔捕虏体中,在金刚石和岩浆碳酸岩中也可见到。（3）含硫化物的包裹体。这种包裹体见于地幔捕虏体中,与纯CO2包裹体和含CO2的熔融包裹体共存。（4）高密度的流体包裹体。这种包裹体见于金刚石中,是一种高盐度、高密度的含K、Cl和H2O的流体包裹体,又可分为高卤水包裹体和含卤水的富硅的碳酸盐岩浆包裹体。从对金刚石、地幔捕虏体和岩浆碳酸盐岩中流体包裹体的研究表明,地幔流体存在不均匀性和不混溶性。     

上地幔流体的性质和作用——从女山幔源二辉橄榄岩捕虏体获得的证据

玄武岩浆从地幔深处挟带上来的超镁铁质捕虏体含有地幔流体的直接证据,它们对于阐明地幔深部地质作用(部分熔融作用、地幔交代作用)的机制十分重要。女山幔源二辉橄榄岩的研究结果表明,初始的地幔流体除富含CO_2外,尚含有H_2O和少量CO、CH_4、SO_2、C1、F。地幔中的初始流体(挥发组分)在源部是溶解于地幔橄揽岩的高压固体矿物相中,它们在地幔上隆减压时出溶,形成细小的最早期流体包裹体。这些自由流体相在一定部应聚集,使得地幔固相线(和液相线)下降,引起上地幔发生减压部分熔融。初始的部分熔融主要发生于矿物边界,以单斜辉石最易遭受,形成矿物边缘的海绵状部分熔融带。当地幔剪切流动时,初始的部分熔融体珠滴联合成大的珠滴,并开始渗透,在变形橄榄岩中相连成脉状网络,晚期含C0_2岩浆包裹体及填隙玻璃即为其代表。由于剪裂作用,熔体(和流体)压裂开上覆橄榄岩,产生岩墙状通道,并在上地幔的某些低压区聚集成岩浆库。流体和熔体均为地幔交代作用的介质。在流体参与下,上地幔低度部分熔融产生的熔体将高度富集不相容元素。这些熔体和流体与亏损地幔间的相互作用,可以带来不相容元素重大的局部富集。当流体(和熔体)中H_2O浓度低时,仅发生隐交代作用;当H_2O浓度较高时,部分熔融程度也较高,相应有含水相(如角闪石等)成核,出现矿物交代作用。     

韧性剪切带型金矿床矿物中熔融包裹体与矿床成因研究

在新疆乔尕山及广东河台韧性剪切带金矿床的含金石英脉及糜棱岩中首次发现熔融包裹体及流体一熔融包裹体，其均一化温度分别为780～960℃与600℃。用电子探针及扫描电镜能谱对熔融包裹体子矿物成分进行分析，通过56个熔融包裹体231个测点分析，鉴定出石英、白云母、黑云母、磁铁矿等十种子矿物，组成不同的矿物组合。子矿物常含Si、Al、Na、K、Au、Ag、Cu等元素。剪切带金矿床中熔融包裹体的发现为其成因研究提供了新依据，表明成矿与多阶段硅酸盐熔体及流体作用有关。     

山东昌乐玄武岩内刚玉巨晶中流体和熔融包裹体测温及激光拉曼密度分析

通过详细的测温并辅以新发展的激光拉曼分析流体包裹体密度技术,对山东昌乐玄武岩内刚玉巨晶中的流体和熔融包裹体进行了测试,鉴定出:刚玉中多类流体包裹体为富CO2包裹体,也含少量其他挥发分,密度低于0.55g/cm3(多数<0.3 g/cm3)或位于0.65～0.75 g/cm3范围,前者指示包裹体遭受泄漏;另外一类流体包裹体为富CO2盐水包裹体,也含少量其他挥发分,密度0.64～0.78 g/cm3.各类熔融包裹体中,一类在1 100～1 300℃均一,另3类在1 040～1 280℃均一,但熔融包裹体中也有许多无法均一,是由于其内固体物质粘滞性高同时升温时间有限或富CO2相、富熔体相不均一捕获所致.以熔融包裹体最低均一温度(1 000～1 100℃)代表刚玉内包裹体的捕获温度,用"等容线法"限定包裹体捕获压力为350～640 MPa,经静岩压力换算深度为12～23 km,即中-下地壳深度.大量富CO2包裹体在测温过程中无法观察到相变行为,是鉴定昌乐刚玉的重要标志,而富CO2及含CO2盐水包裹体与熔融包裹体密切伴生及熔融包裹体不均一捕获的特点,反映捕获温压条件下深部流体和熔体存在不混溶现象,也表明昌乐刚玉形成于中一下地壳CO2过饱和的高温熔体环境.     

浙江新昌地幔岩捕虏体中的硫化物包裹体初步研究

浙江新昌一带晚第三纪碱性玄武岩中地幔岩（二辉橄榄岩）捕虏体内存在大量硫化物熔体包裹体。电子探针分析表明,硫化物相成分主要为镍黄铁矿,次为磁共铁矿。硫化物包裹体的Ｎｉ／Ｆｅ值与寄主地幔岩的橄榄石含量呈正相关。同一包裹体的硫化物相成分不均一,自中心至边缘硫化物的Ｎｉ／Ｆｅ、（Ｆｅ＋Ｎｉ）／Ｓ值和Ｎｉ呈均呈增加趋势。通过与中国汉诺坝、德国ＷｅｓｔＥｉｆｅｌ东欧Ｎｏｇｒａｄ－Ｇｏｍｏｒ地区资料的综合分析,     

上地幔熔体-岩石相互作用与大陆地幔演化

根据实验岩石学、幔源岩石的岩石地球化学资料以及微量元素地球化学理论模拟等,评述了上地幔熔体岩石相互作用研究领域的最新进展,指出熔体岩石相互作用不仅深刻地制约了岩石圈地幔的矿物学、地球化学和物理性质的变化以及地幔不均一性的形成及演化,而且也会最终控制各种构造环境下喷出岩浆的地球化学特征,以及深部岩浆的分离机制。     

熔体包裹体挥发分应用的研究进展

挥发分(例如H2O、CO2、F、Cl和S)是地幔的重要组成部分,虽然它们在地幔中的含量很低,但是在地幔熔融和熔体演化、地幔不均一、地幔流变学、地幔地震特性和电导率等研究方面具有重要作用。对矿物熔体包裹体和玻璃挥发分的研究已经成为当前的研究热点。其中,熔体包裹体研究凭借其独特的优势成为研究地幔和岩浆挥发分组成的重要手段。熔体包裹体直接捕获了矿物形成时岩浆中的成分,且由于寄主矿物的存在使得熔体包裹体能够保持独立演化而不受外界环境影响,因此能够较为完整地保存岩浆中的挥发分信息。同时,研究熔体包裹体中的挥发分是恢复岩浆喷发前挥发分含量最直接的途径。如果通过现代分析方法(如扫描电镜、电子探针和离子探针等)对熔体包裹体进行详细的岩相学观察以及对后期可能影响熔体包裹体原始挥发组分的作用(地壳混染、岩浆去气、扩散和水化作用)进行评估,并结合实验研究熔体包裹体被捕获后发生的变化而对数据进行矫正,那熔体包裹体对研究岩浆体系中的挥发分将大有可为。基于此,本文系统介绍了熔体包裹体挥发分研究的现状及主要研究内容,主要包括熔体包裹体挥发分的测试方法、挥发分在岩浆中的溶解度、判断挥发分数据可靠性和挥发分研究的经典应用等4个方面。     

Production of metaluminous melt during fluid‐present anatexis: an example from the Maghrebian basement,La Galite Archipelago,central Mediterranean

Garnet brought to the surface by late Miocene granitoids at La Galite Archipelago (Central Mediterranean, Tunisia) contains abundant primary melt and fluid inclusions. Microstructural observations and mineral chemistry define the host garnet as a peritectic phase produced by biotite incongruent melting at ~800 °C and 0.5 GPa, under fluid‐present conditions. The trapped melt is leucogranitic with an unexpected metaluminous and almost peralkaline character. Fluid inclusions are one phase at room temperature, and contain a CO₂‐dominated fluid, with minor H₂O, N₂ and CH₄. Siderite and an OH‐bearing phase were identified by Raman and IR spectroscopy within every analysed inclusion, and are interpreted as products of a post‐entrapment carbonation/hydration reaction between the fluid and the host during cooling. The fluid present during anatexis is therefore inferred to have been originally richer in both H₂O and CO₂. The production of anatectic melt with a metaluminous signature can be explained as the result of partial melting of relatively Al‐poor protoliths assisted by CO₂‐rich fluids.     

大陆岩石圈研究进展

从地震学、地球化学、岩石学等不同学科的角度,对大陆岩石圈研究进展做了简要介绍。不同学科的最新研究成果表明,岩石圈在热状态、化学成分和力学行为等方面具有高度非均匀性。这不仅表现为岩石圈性质和结构随深度的变化,而且还反映在不同时代、大陆与海洋以及克拉通和造山带岩石圈结构特征的显著差异上。性质和结构的差异体现了岩石圈形成和长期演化过程的复杂性。我们认为,不同岩石圈块体之间、岩石圈与深部对流地幔之间普遍存在着相互作用。这种相互作用被认为是稳定克拉通岩石圈遭受改造甚至破坏的深部机制,同时还是地球深、浅部物质交换的重要方式,因而显著影响着地球深部的对流和地表的构造过程。值得注意的是,由于岩石圈本身定义的模糊性及其厚度的不确定性,地震活动与岩石圈强度之间的关系以及大陆岩石圈演化的规律性等问题仍有待于进一步的研究和探索。     

Fluid and melt inclusion evidence for the origin of idiomorphic quartz crystals in topaz-bearing granite from the Salmi batholith, Karelia, Russia

Idiomorphic quartz crystals in topaz-bearing granite from the Salmi batholith contain primary inclusions of silicate melt and abundant mostly secondary aqueous fluid inclusions. Microthermometric measurements on melt inclusions give estimates for the granite solidus and liquidus of 640–680°C and 770–830°C, respectively. Using published solubility models for H₂O in granitic melts and the obtained solidus/liquidus temperatures from melt inclusions, the initial water concentration of the magma is deduced to have been approximately 3 wt.% and the minimum pressure about 2 kbar. At this initial stage, volatile-undersaturation conditions of magma were assumed. These results indicate that the idiomorphic quartz crystals are magmatic in origin and thus real phenocrysts. During subsolidus cooling and fracturing of the granite, several generations of aqueous fluid inclusions were trapped into the quartz phenocrysts. The H₂O inclusions have salinities and densities of 1–41 wt.% NaCl eq. and 0.53–1.18 g/cm³, respectively.     

Carbon Enrichment in the Lithospheric Mantle: Evidence from the Melt Inclusions in Mantle Xenoliths from the Hainan Basalts

It is generally believed that the lithospheric mantle and the mantle transition zone are important carbon reservoirs. However, the location of carbon storage in Earth’s interior and the reasons for carbon enrichment remain unclear. In this study, we report CO₂-rich olivine-hosted melt inclusions in the mantle xenoliths of late Cenozoic basalts from the Penglai area, Hainan Province, which may shed some light on the carbon enrichment process in the lithospheric mantle. We also present ...     

The transformation of the lithospheric mantle beneath South China Block (SCB): constraints from petrological and geochemical studies of Daoxian and Ningyuan basalts and their melt inclusions

ABSTRACT

The lithospheric mantle beneath the South China Block (SCB) underwent a dramatic transformation from depleted to enriched during late Mesozoic. With a view to deeply understand this process, here we investigate the Mesozoic basalts and their melt inclusions from the Daoxian and Ningyuan regions within the central SCB. The geochemical features of the melt inclusions in these basalts suggest that these rocks originated from the lithospheric mantle enriched through interaction with K-rich aqueous fluids released from subducted Palaeo-Pacific oceanic sediments, whereas the Ningyuan basalts were mainly derived from the asthenospheric mantle source. Geochemical modelling indicates that the Daoxian basalts were generated from 15%-25% of partial melting of garnet lherzolite, whereas the Ningyuan basalts originated from 10%-20% of partial melting of garnet pyroxenites. Our data, combined with those from other Jurassic basalts suggest a temporal evolution of the SCB mantle sources during the Late Mesozoic. Diverse crust–mantle interactions through mixing of the asthenospheric melts with variable proportions of subducted Palaeo-Pacific oceanic sediments might account for the spatial heterogeneity of mantle sources observed beneath the SCB. The transition from Tethyan tectonic realm to the Palaeo-Pacific tectonic regime might have played a significant role in the transformation of the lithospheric mantle beneath the SCB.