重熔碧玄岩的过冷却恒温结晶作用

一、前言河北省万全县膳房堡的碧玄岩早就引起了地质学家们的注意。近十余年,随着铸石工业的发展,这种玄武岩已成为离心法生产铸石管的优质材料。因此,对这种岩石的结晶作用的     

地幔橄榄石流体包裹体中的微量元素

本文基于激光探针二次离子质谱对地幔橄榄石中单个CO_2流体包裹体的爆破分析,以及中子活化、超高压透射电镜分析结果,讨论微量不相容元素存在状态对地幔地球化学演化的影响。     

橄榄石微量元素原位分析的现状及其应用

随着高精度EMPA和LA-ICP-MS分析技术的发展和矿物微量元素测试精度的提高,利用橄榄石中的微量元素示踪地幔部分熔融、地幔交代作用、岩浆早期结晶过程等地质问题成为近年来一个新兴的研究方向。一系列开拓性的研究发现也被陆续的发表,主要涉及橄榄石中Ni、Co、Al、Cr、Zn、Ti、Li、V、Sc、Mn、Ca和P等元素的示踪使用。一些卓有成效的示踪方法为:Ca、Al、Ti、Ni及Mn能够很好的用于区分橄榄石捕掳晶和斑晶;橄榄石-尖晶石地幔演化趋势线(OSMA:olivine-spinel mantle array)图解可以用于表征岩浆源区的亏损程度;玄武岩中橄榄石斑晶的Li同位素及Li含量可以很有效地指示岩浆源区是否存在地壳物质再循环及地幔交代作用;橄榄石斑晶中Ni、Ca、Mn、Cr和Al协变关系图解可以识别岩浆的辉石岩源区;利用橄榄石捕掳晶中Zr和Sc的含量差异特征可将橄榄岩中三种最主要的类型(尖晶石橄榄岩、石榴石橄榄岩以及尖晶石-石榴石橄榄岩)区分开来;一些元素的比值或组合(例如Ni/Co、Fe/Mn、V/Sc、Zr和Sc、Ca和Ti)可以指示源区交代作用、岩浆作用过程及氧化状态;基于橄榄石中Al、Cr及Ca的地质温度计可以为推算地幔热状态提供新方法;基于橄榄石分离结晶Fo-NiO演化线的原始岩浆计算模型可以较好的推算原始岩浆成分;利用橄榄石的环带及微量元素的扩散机制可以判别更多岩石成因信息,如识别交代介质、熔体类型以及地质构造背景等。基于上述最新研究的相关资料和已有成果,本文对橄榄石微量元素的地球化学示踪方法做系统性的归纳整理,并对橄榄石微量元素赋存状况、橄榄石微量元素测试方法、橄榄石微量元素的使用条件及需注意的问题等进行讨论,为读者在做相关研究时提供参考。     

岩浆分离结晶作用过程微量元素反演

介绍岩浆分离结晶作用中微量元素系统反演的基本原理和方法,反演计算中极小化问题的求解,反演所需要的优选模式参数估计方法,进行反演的计算机程序,利用模拟数据和实测数据检验了方法和程序的有效性.     

安徽亳县陨石中一颗斑状橄榄石球粒的凝聚和结晶作用

通过对亳县陨石中一颗斑状橄榄石球粒的分析,研究了该球粒的凝聚和结晶作用。结果表明这种球粒是由气体直接凝聚成超饱和的亚稳熔体液滴,而后熔体中结晶出成分较均一的橄榄石斑晶。由于温度迅速下降,残余熔体被“冻结”成为玻璃质。同时球粒熔质中橄榄石的结晶,导致残余熔体朝富Ｃａ、富Ａｌ方向演化,形成富Ｃａ、Ａｌ的球粒玻基。     

岩浆分离结晶成因岩浆岩微量元素丰度公式的讨论

本文讨论了微量元素丰度研究在国內外的现状、存在问题及解决途径。在攀西地区米易白马层状基性、超基性岩体及相邻玄武岩系研究的基础上,提出了对于岩浆分离结晶成因岩浆岩微量元素丰度所遵守的通式,即分离结晶成因岩浆岩微量元素丰度互呈幂函数关系。并讨论了两种元素含量关系的几种基本形式。人们能够以此定性和定量地探索一系列有关岩石成因的具体问题。     

多期岩浆分离结晶作用中微量元素丰度关系

本文提出了多期岩浆分离结晶中元素丰度关系的数学表达式;阐述了微量元素正向演化和反向演化的机理;指出了在不同岩浆分离阶段一些微量元素丰度关系常数(R)有明显变化,可以此作为阶段划分的依据。由峨嵋山玄武岩系及基性-超基性层状岩体研究所得出的元素丰度关系式,适用于其他成分岩浆分离结晶成因的岩浆岩系。本文着重列举数据较齐全的智利安底斯山脉玄武岩、玄武安山岩、安山岩、英安岩和流纹岩岩系的资料作为系统验证。     

安徽毫县陨石中一颗斑状橄榄石球粒的凝聚和结晶作用

通过对毫县陨石中一颗斑状橄榄石球粒的分析,研究了该球粒的凝聚和结晶作用。结果表明这种球粒是由气体直接凝聚成超饱和的亚稳熔体液滴,而后熔体中结晶出成分较均一的橄榄石斑晶。由于温度迅速下降,残余熔体被“冻结”成为玻璃质。同时球粒熔质中橄榄石的结晶,导致残余熔体朝富Ｃａ、富Ａｌ方向演化,形成富Ｃａ、Ａｌ的球粒玻基。     

橄榄石的等温状态方程

利用金刚石对顶砧(DAC)高压装置产生高压,使用16∶3∶1的甲醇、乙醇和水混合液体作为传压介质,在室温下,40 GPa的压力范围内,对橄榄石(olivine)进行了原位高压同步辐射能量色散X射线衍射(EDXRD)研究。实验结果表明,在所研究压力范围内,采自张家口大麻坪天然新鲜橄榄石的结构稳定,未见相变和压致非晶现象发生。用Birch-Murnaghan方程对测得的V-p数据进行了数值拟合,当K′T0=4时,橄榄石的零压体弹模量为KT0=141.3±3.2 GPa。     

夏威夷橄榄岩中橄榄石的水含量存在多尺度的不均一性

<正>橄榄石是上地幔的主要组成矿物,尽管它的理想化学式中不含H,但是晶格缺陷中仍然能够含有10-6量级的"水"。虽然含量少,但是这些结构水对于矿物(以至于岩石系统)的熔融行为、流变学特征以及电导率和热导率都有显著的影响。因此,研究橄榄石中H的分布和活动性是理解地球动力学过程的重要内容,也是近年来学界的热点之一。美国NASA的研究员Anne Peslier博士及其合作者最近对来自夏威夷     

罕见的星光橄榄石

近日在日常检测工作中发现了一颗暗绿色宝石,重36．38ct,切磨成弧面型,具有四射星光（图版Ⅶ-1）,肉眼观察其与绿色辉石非常相似。     

金川超大型Ni-Cu-(PGE)矿床橄榄石微量元素特征及地质意义

我国金川超大型铜镍硫化物矿床是世界上第三大在采岩浆硫化物矿床,Ni开采量仅次于俄罗斯Noril'sk-Talnakh和加拿大Sudbury矿床,其成因研究备受关注。利用激光—等离子体质谱(LA-ICP-MS)原位分析了金川岩体中橄榄石微量元素含量,并探讨了影响元素含量变化的因素,进而阐述成岩及成矿过程。分析结果显示橄榄石中元素Ni,Cr与Fo呈负相关,Mn/Fe与Fo呈正相关,而Mn/Zn,Zn/Fe与Fo无相关性。在原始地幔橄榄石多元素标准化图中,金川Ⅰ号和Ⅱ号岩体橄榄石具相同的配分模式,均显示Cr,V,Ni,Co和Ti的亏损,富集不相容元素Zr,Y,Ti,Sc和Ca的特征。元素变化特征暗示Ⅰ号和Ⅱ号岩体具相同的母岩浆成分;与铬尖晶石的共结使橄榄石亏损Cr,V和Ti元素,而熔离的硫化物及其与橄榄石的相互反应共同影响着橄榄石中Ni和Co元素的含量。Ⅱ号岩体橄榄石较Ⅰ号岩体具较低的Cr和V含量,暗示Ⅱ号岩体母岩浆较Ⅰ号岩体经历了更高程度的演化。橄榄石高的Mn/Zn值(>13)和低的Zn/Fe值(<11)指示金川岩体岩浆可能起源于橄榄岩地幔的部分熔融,而非辉石岩地幔源区。     

岩浆分离结晶作用的微量元素广义初始比值计算方法

本文提出了一种如何从分异的派生岩浆追溯和反演演化前的原生岩浆的微量元素初始比值的方法。据分离结晶方程logaC_1~q=k·loga C_1~p b,得广义初始比值:C_0~q/(C_0~p)~k=a~b。它与已公认的原生岩浆的判别参数如~(87)Sr/~(86)初始比、δ~(18)O‰、SI、Mg′值及微量元素丰度等有极好的一致性。并将这种方法应用于两个实例,得出大宁花岗闪长岩及其暗色微粒包体分属壳源和幔源;五大连池富钾火山岩的原生岩浆为白榴苦橄碧玄岩浆,而其中的超镁铁质岩包体则是分离结晶的火成堆晶体。     

岩溶区原始林土壤微量元素含量与有效特征

以贵州茂兰、海南俄贤岭、云南西双版纳勐远仙境国家公园和绿石林自然保护区内具有典型岩溶地貌特征的原始林为研究对象,调查岩溶原始林地土壤4种微量元素（Cu、Fe、Mn、Zn）全量和有效态含量。结果表明,岩溶区原始林地土壤全铜、全铁、全锰和全锌含量分别为0.03~0.08 g·kg-1、35.6~57.4 g·kg-1、0.74~5.83 g·kg-1和0.13~1.03 g·kg-1,均超过国家背景值的平均值。研究区土壤Cu、Fe、Mn和Zn有效态含量分别为1.09~3.51 mg·kg-1、11.6~62.9 mg·kg-1、48.3~173 mg·kg-1和4.17~37.6 mg·kg-1,根据土壤微量元素有效态评价标准,4种微量元素有效态含量均处于较高水平。原始林地土壤Cu、Fe、Mn和Zn的活化率均值分别为5.48%、0.10%、6.44%、4.19%,表明岩溶区森林土壤Cu、Mn和Zn供素水平高,Fe供素水平低。4个原始林地土壤微量元素有效性综合指数（Et）为茂兰（21.0）>绿石林（12.8）≈勐远（12.7）>俄贤岭（5.15）,且Et与全氮和有机碳含量呈显著的正相关。     

高铁铁橄榄石的新研究——兼论铁橄榄石的氧化作用

本文综合应用微束分析技术,包括扫描电镜、电子探针、电子显微镜和激光喇曼探针等多种分析技术,对国内外许多学者感兴趣的高铁铁橄榄石进行了系统深入的研究,发现高铁铁橄榄石通常是铁橄榄石和一系列氧化程度不等的氧化铁橄榄石及其他一些氧化产物的总和,并对高铁铁橄榄石和铁橄榄石的氧化作用提出了一些新认识:(1)铁橄榄石在其形成后至少受到两次蚀变;(2)铁橄榄石氧化的最终产物是玻璃;(3)原先关于高铁铁橄榄石的结构分析、反相畴、超结构和假双晶等问题尚待进一步研究;(4)将高铁铁橄榄石看成是新矿物实属疑问。     

东北钾质火山岩中橄榄石LA-ICP-MS微量元素测试流程要点及数据结果特征

<正>东北钾质火山岩(二克山—五大连池—科洛—小古里河钾质火山岩带)中的橄榄石被用于测试Ni,Co,Al,Zn,Ti,Li,V,Sc,Mn,Ca,Cr,P等微量元素的质量分数特征。测试在德国美因茨大学进行,测试设备为ArF EXCIMER laser(193 nm wavelength,NWR193 system by esi/NewW ave)搭载Agilent 7500ce ICP-MS。岩石样品制备成100μm厚的电子探针薄片,仪器运行参数为:激光脉冲能量100 mJ,脉冲重复率     

橄榄石中Ni、Ca、Mn含量的电子探针与激光等离子体质谱准确分析

镁铁-超镁铁岩浆岩中的橄榄石斑晶是示踪玄武岩原始岩浆组成, 进而示踪地幔源区组成和演化的最重要矿物.本研究利用电子探针和激光等离子质谱两种方法对橄榄石斑晶中Ni、Ca、Mn等具有重要成因指示意义的少量-微量元素进行准确分析.采用的电子探针方法较常规电子探针分析方法可使元素的检出限降低3~18倍, 并且激光等离子质谱方法对4个国际标准MPI-DING玻璃(KL2-G (玄武岩)、ML3B-G (玄武岩)、StHs6/80-G (安山岩) 和T1-G (石英闪长岩)) 中Mg、Al、Ca、Ti、Cr、Mn、Fe、Co和Ni含量的分析结果与其推荐值大多数相差在±5%之内.两种方法对费县和四合屯同一样品获得的Ca、Ni、Co、Cr、Mg和Fe的含量相差绝大多数情况下小于10%, 表明利用研究建立的电子探针和激光等离子体质谱两种方法均可准确分析橄榄石中的上述元素含量.      

煤中有机态微量元素含量与煤级关系

用逐级化学提取方法,分析了煤中有机质结构的合的微量元素含量与煤级关系。结果表明,有机态结合的微量元素在褐煤中含量比较高。烟烟中含量降低,到无烟煤阶段,有机态微量元素含量进一步降低,证明了随煤化程度增加,煤中有面态的微量元素含量降低。     

不同类型煤矸石中微量元素含量的探讨

通过采集山东省兖济滕煤炭基地不同类别煤矸石（砂质矸、泥质矸、新鲜矸、风化矸、自燃矸）样品,对其矿物组成及微量元素含量进行分析测试。结果显示：矸石样品矿物组成主体均为高岭石、石英、伊利石／蒙脱石混层、蒙脱石、长石、方解石、白云石及黄铁矿等矿物,所测样品中未发现绿泥石。各种类型煤矸石样品中微量元素含量差别较大,砂、泥质含量不同的矸石样品中微量元素含量不同。砂质矸中微量元素含量低,泥质矸含量相对高。自燃矸大部分微量元素含量高于新鲜矸和未自燃风化矸,Co、Ni、Cu、Mo、Cd元素在自燃矸、风化矸中均显示富集的性质,但自燃矸比风化矸对元素的富集作用更为明显,因此泥质矸、风化矸、自燃矸可以释放出更多的有害微量元素,综合利用中应予以注意。