大别造山带毛屋岩体的解体及古地幔性质的厘定

根据详细的地球化学 (特别是稀土元素地球化学 )的研究资料 ,提出大别造山带毛屋岩体应该解体。毛屋岩体不是由多幕式镁铁 超镁铁质层状堆晶作用形成的一套岩石系列 ,而是由橄榄岩类、含石榴石方辉岩类、榴辉岩类和绿辉石岩类组成的一个混杂岩体。其中含石榴石方辉岩类与绿辉石岩类之间存在成因上的联系 ,含石榴石方辉岩类的原岩是本区原始地幔经约36 %的部分熔融后剩下的残余 ,而绿辉石岩的原岩是由该熔融体结晶的产物。根据含石榴石方辉岩与绿辉石岩之间的成分制约关系 ,对该区古地幔的稀土元素组成和地幔性质进行了反演 ,结果表明 ,该区原始地幔稀土元素成分与球粒陨石中的相似 ,为轻稀土略亏损的平坦型组成模式 ;该区原始地幔矿物成分为橄榄石 (72 8% )、单斜辉石 (12 4% )和石榴石 (14 8% ) ,属含单辉石榴橄榄岩的地幔。     

地幔岩包体稀土元素地球化学研究的一些进展

科学地按不同类型考察地幔岩的稀土元素丰度是深部地球化学领域重要的基础研究。由于稀土元素作为微量示踪元素包含着夭体演化和地球演化的大量信息,所以地幔岩稀土地球化学在揭示核-幔分离和壳-幔分异规律方面具有重要的意义。普遍估计,原始地幔的稀土元素丰度应是普通球粒陨石简单的倍数关系。因此,实际考察各种类型地幔岩的稀土元素含量和相对丰度,可能加深我们对不同构造区域地幔地球化学特征及其演化的认识。例如地幔微     

内蒙古东乌旗地区崇根山岩块超基性岩地球化学特征

崇根山岩块是贺根山蛇绿岩带内超基性岩出露面积最大的岩块,岩性主要以二辉橄榄岩为主,方辉橄榄岩次之以及少量纯橄岩透镜体或团块。岩石学和地球化学特征表明这套超基性岩属于位于蛇绿岩套中下部的地幔橄榄岩序列,其二辉橄榄岩和方辉橄榄岩具有富Al的特征,分异指数很低(DI=0.1~2.79),而固结指数很高(SI=79.9~89.62),代表了原始地幔的残余。稀土元素表现为LREE弱亏损的特征,与阿尔卑斯型辉橄岩相似;纯橄岩稀土含量仅为球粒陨石的1/10,具有"U"型稀土元素分布模式,与阿尔卑斯橄榄岩和SSZ型蛇绿岩地幔橄榄岩相似。崇根山大面积出露的二辉橄榄岩可能代表了洋盆扩张早期的地幔橄榄岩的残余。整体上富Sr贫Ti的现象暗示了后期消减作用对地幔橄榄岩地球化学结构的影响。     

山东临朐山旺新生代玄武岩中超镁铁岩包体的研究

山旺新生代玄武岩中的超镁铁质包体分为五类:尖晶石纯橄榄岩、尖晶石二辉橄榄岩、尖晶石方辉橄榄岩、尖晶石石榴石二辉岩和石榴石二辉橄榄岩。对它们的地质学,岩相学、岩石化学,造岩矿物的化学成分,稀土配分模式及热力学计算的研究表明,前三种岩石属原始地幔岩,后二种是地幔中岩浆作用的产物。     

峨眉火成岩省地幔热柱稀土元素标志

本文首先讨论了峨眉火成岩省地幔热柱不同部位及地幔基质的REE特征,根据REE丰度结构估算了地幔基质的REE丰度;然后由苦橄岩类和橄榄岩类REE特和区别,估算了地幔热柱尾柱的REE丰度;最后根据成分接近原生岩浆的玄武岩的REE丰度变化下限,估算了地幔热柱头冠的REE丰度。本文同时讨论了地幔热柱在地幔基质中的可能间关系,以及确定其空间位置的依据。     

辽宁宽甸黄椅山玄武岩中地幔岩捕虏体的REE 及 Sr、Nd 同位素地球化学

 报道了黄椅山玄武岩中三类地幔岩捕虏体的 REE 丰度和 Sr、Nd 同位素组成。研究分析认为:尖晶石二辉橄榄岩是地幔岩经不同程度部分熔融的残留体;角闪石二辉橄榄岩系地幔交代作用的结果;石榴石二辉岩是在地幔条件下基性岩浆的分凝体。上述捕虏体均与寄主玄武岩无成因关系。地幔岩捕虏体的 Sm-Nd 计时获得741Ma 和78Ma 两条参考等时线,它们分别相当于晚元古代和晚中生代的地幔事件。     

汉诺坝玄武岩中地幔岩捕掳体REE和Sr,Nd同位素地球化学

本文报道汉诺坝玄武岩中地幔岩捕掳体的ＲＥＥ丰度和Ｓｒ、Ｎｄ同位素组成。不同岩石类型的ＲＥＥ配分模式和同位素组成反映地幔部分熔融程度和交代作用过程。二辉橄榄岩亏损轻稀土，是原始地幔经不同程度部分熔融的残留体。方辉橄榄岩具Ｕ型ＲＥＥ配分模式，是强烈亏损的地幔岩被熔体非化学平衡交代的结果。二辉岩脉状体富轻、中稀土，它同与脉状体接触的二辉橄榄岩可达化学平衡或近于化学平衡，而二辉岩脉状体的形成与玄武岩岩浆无成因关系。据对二辉岩脉状体和不含脉状体橄榄岩的Ｓｍ－Ｎｄ同位素定年，这种脉状体形成于３００Ｍａ左右。     

辽宁宽甸黄椅山玄武岩中地幔岩捕虏体的REE 及 Sr、Nd 同位素地球化学

报道了黄椅山玄武岩中三类地幔岩捕虏体的 REE 丰度和 Sr、Nd 同位素组成。研究分析认为:尖晶石二辉橄榄岩是地幔岩经不同程度部分熔融的残留体;角闪石二辉橄榄岩系地幔交代作用的结果;石榴石二辉岩是在地幔条件下基性岩浆的分凝体。上述捕虏体均与寄主玄武岩无成因关系。地幔岩捕虏体的 Sm-Nd 计时获得741Ma 和78Ma 两条参考等时线,它们分别相当于晚元古代和晚中生代的地幔事件。     

缅甸达贡山蛇绿岩体的地球化学特征及其成矿意义

缅甸达贡山蛇绿岩体是达贡―密支那缝合带的重要组成部分,受控于板块碰撞结合带。该岩体主要由蛇纹石化橄榄岩、斜方辉石橄榄岩等组成。变质橄榄岩具有低的A12O3和CaO含量,以富Mg、贫Ti、HREE为特征,显示一种残留地幔岩的稀土元素地球化学特征,与世界上典型蛇绿岩体中方辉橄榄岩的特征值一致。经估算,达贡山蛇纹岩原岩是原始地幔经过9%~14%部分熔融的地幔残留,初步研究认为,达贡山蛇纹岩原岩是洋内俯冲初始阶段上涌软流圈地幔部分熔融的地幔残留,受类SSZ型熔体交代作用而仍然富集轻稀土元素(LREE)及U、Nb,属类SSZ型地幔橄榄岩;达贡山蛇绿岩体可能形成于俯冲带(SSZ)环境。岩体的m/f平均值8.026.5,利于铬铁矿的成矿。     

西藏雅鲁藏布江缝合带东段泽当地幔橄榄岩特征及其意义

泽当岩体位于雅鲁藏布江缝合带东段,主要由地幔橄榄岩、辉长辉绿岩和基性火山岩等组成。地幔橄榄岩主要为方辉橄榄岩和二辉橄榄岩,有少量透镜状纯橄岩。地幔橄榄岩经历了强烈的塑性变形作用。地幔橄榄岩中橄榄石的Fo值为89.6~91.8,属镁橄榄石;斜方辉石为顽火辉石,En 87.8~90.3;单斜辉石En 44.1~50.0,主要为顽透辉石和透辉石。铬尖晶石的Cr#值(=100×Cr/(Cr+Al))为17.0~93.6,其中,二辉橄榄岩和方辉橄榄岩中的铬尖晶石为富铝型尖晶石,纯橄岩中的铬尖晶石Cr#最高,为富铬型尖晶石。地幔橄榄岩的部分熔融程度为17%~34%,表明泽当地幔橄榄岩可能经历了多阶段的过程。亏损的主量元素组成和低于原始地幔的稀土元素含量(0.15×10-6~0.61×10-6)指示泽当地幔橄榄岩为经历过部分熔融和熔体抽取的亏损残余地幔岩石。REE配分型式为中稀土亏损的"V"型或"U"型,原始地幔标准化元素比值(La/Sm)N为0.5~8.0,表明泽当地幔橄榄岩经历过交代作用。矿物化学与地球化学数据表明泽当地幔橄榄岩形成于MOR环境,后受到SSZ环境的改造。     

青藏高原西部蛇绿岩类型:岩石学与地球化学证据

对青藏高原西部地区的班公湖蛇绿岩、狮泉河蛇绿岩、雅鲁藏布江西段蛇绿岩和普兰—当穷蛇绿岩带中代表性岩体的地质学、岩石化学、稀土元素、微量元素、Pb、Sr同位素地球化学研究表明,青藏高原西部地区4条蛇绿岩中的地幔橄榄岩主要为方辉橄榄岩和少量纯橄岩,岩石化学成分具有富镁、贫铝、钙、碱的特点;论述了地幔橄榄岩轻稀土元素富集是由于先经历了较强的部分熔融,后经历了俯冲消减过程中的流体交代的二次过程;微量元素中大离子亲石元素Rb、不活动元素Nb、Zr、Hf和放射性生热元素Th等元素的丰度较高,以及Ti、Sm、Y、Yb等强不相容元素亏损的特点,与交代地幔岩特征类似;Pb、Sr同位素组成具有明显的壳源组分混入的特点,说明青藏高原西部的蛇绿岩曾受洋壳俯冲消减过程中的流体交代作用,蛇绿岩产于SSZ构造环境。对比青藏高原东部、三江、西昆仑地区以及形成于典型的SSZ环境的Troodos蛇绿岩中的地幔橄榄岩,就岩石化学富MgO、轻稀土元素富集而言,它们具有与青藏高原西部基本一致的地质地球化学特征,结合与俯冲岩浆作用有关的玻安岩和埃达克岩产出,说明可能包括三江、西昆仑库地在内的青藏高原不同时代蛇绿岩都主要形成于俯冲消减环境,属于SSZ型蛇绿岩。     

西藏罗布莎不同类型铬铁矿的特征及成因模式讨论

蛇绿岩地幔橄榄岩中产出的豆荚状铬铁矿是铬的主要来源。已有的研究表明,豆荚状铬铁矿形成于洋中脊或俯冲带的浅部地幔环境。但随着近些年在豆荚状铬铁矿及围岩地幔橄榄岩中不断发现金刚石等深部矿物,人们也开始质疑豆荚状铬铁矿的浅部成因理论。本文系统研究了西藏雅鲁藏布江蛇绿岩带东段的罗布莎豆荚状铬铁矿床,识别出两类铬铁矿,一类以方辉橄榄岩为围岩的致密块状铬铁矿(Cr1#),另一类是以纯橄岩壳为围岩的浸染状铬铁矿(Cr2#)。两类铬铁矿在铬尖晶石的矿物化学成分、PGE和Re-Os同位素特征上存在较大差别,属不同演化过程的结果。地幔橄榄岩的地球化学特征指示罗布莎橄榄岩中存在由低铬且轻稀土亏损和高铬且轻稀土富集的两类方辉橄榄岩。在此基础上,提出豆荚状铬铁矿为多阶段形成的新认识,经历了早期俯冲至地幔过渡带(410~660km)的陆壳和洋壳物质被脱水和肢解,过渡带产生的热和流体促成了地幔的熔融和Cr的释放和汇聚;铬铁矿浆在地幔柱/地幔对流驱动下,运移至过渡带顶部冷凝固结,并有强还原性的流体进入,后者携带了深部形成的金刚石、斯石英等高压矿物,并进入"塑性-半塑性地幔橄榄岩"中;随着物质向上移动,深度降低,早期超高压相矿物发生相变,如斯石英转变成柯石英,高压相的铬铁矿中出溶成柯石英和单斜辉石;在侵位过程和俯冲带环境,含水熔体与方辉橄榄岩反应形成了不含超高压矿物的规模相对较小的浸染状铬铁矿(Cr2#)及纯橄岩壳。     

西藏雅鲁藏布江缝合带中段日喀则地幔橄榄岩中发现金刚石等异常矿物

本文报道了雅鲁藏布江缝合带中段日喀则蛇绿岩地幔橄榄岩中发现与该带东西段蛇绿岩岩体中相似的金刚石和特殊地幔矿物群。日喀则地幔橄榄岩体以方辉橄榄岩为主,含少量二辉橄榄岩和纯橄岩,辉石岩和辉长岩呈脉状产在方辉橄榄岩中。通过重砂分选实验,在465kg的方辉橄榄岩大样中发现了30余种特殊矿物群,包括金刚石、自然金、自然铬、自然铜等自然元素矿物类;碳硅石等碳化物类;方铁矿、赤铁矿、磁铁矿、刚玉、铬尖晶石、金红石、锡石、黑钨矿等氧化物类;镍黄铁矿、方铅矿、辉钼矿、辉锑矿、闪锌矿、毒砂等硫化物类;Ag-Au等合金矿物类;橄榄石、辉石、锆石等硅酸盐岩类;白钨矿等钨酸盐岩类;萤石等氟化物类。金刚石和自然金、自然铬、自然铜连同碳硅石的发现表明岩体存在强还原环境,这套特殊矿物组合指示日喀则地幔橄榄岩可能与雅鲁藏布缝合带其他蛇绿岩一样,经历了深地幔演化过程。     

龙首山超基性岩带岩石化学、稀土元素地球化学特征及源区地幔成分的估算

通过龙首山超基性岩带5个代表性岩体岩石化学、稀土元素地球化学的研究,取得如下认识:1.岩带内各岩体的化学成分以贫SiO_2、MgO和富TiO_2为特征,属于铁质超基性岩;2.各岩体稀土元素的配分模式有富集型、平坦型、亏损型3种。具前两种模式的岩石是地幔部分熔融形成的熔体中由分离结晶作用形成的,而后者则具有地幔残余的某些特征;3.稀土元素定量模式计算表明,金川、塔马子沟岩体的原始熔浆起源于尖晶石二辉橄榄岩15％、1％的部分熔融,而青井子等岩体则起源于石榴石二辉橄榄岩≥40％的部分熔融;4.分离结晶作用过程的定量计算表明,金川岩体中的橄榄辉石岩和斜长二辉橄榄岩分别由77％和25％的晶体分离形成。最后对各岩体的含矿性做了讨论。     

江苏东海芝麻房预先导孔(CCSD-PP1)橄榄岩及其反映的上地幔亏损和交代事件

芝麻房预先导孔橄榄岩岩石类型有二辉橄榄岩、方辉橄榄岩、单辉橄榄岩和纯橄榄岩,其中前3种多数含有石榴子石.这些岩石在垂向上显示成层性,没有某种方向的韵律变化,它们之间呈渐变过渡关系.对样品进行主量元素、微量元素、稀土元素和Sr、Nd、O同位素分析表明,随着样品MgO含量的增高,Al2O3、CaO逐渐降低,呈良好的相关关系,并且大致上从石榴橄榄岩类到不含石榴子石的橄榄岩类主量元素的亏损程度增高,两者一般均比原始地幔主量元素亏损.稀土元素配分型式表现为右倾的轻稀土富集型,在微量元素蛛网图上,也表现为强不相容元素和微量元素到适度不相容元素的总体右倾型,与原始地幔相比,均富集强不相容元素.富集程度的不同与主量元素的亏损无对应关系,说明主量元素和微量元素各自的特点不是同一种事件造成的,而是先前地幔部分熔融作用之后又发生了富含不相容元素流体的交代作用.Sr、Nd同位素具有富集特点,变化范围较大,而且主量元素较亏损的岩石更富集Sr同位素,显示了交代富集的特点.稀土元素(Ce/Yb)N比值和εNd之间的负相关关系和Rb丰度与Sr同位素之间的正相关关系表明,富集Sr、Nd同位素的流体和富集不相容微量元素的流体均来自地幔.     

新疆西准噶尔达拉布特蛇绿岩地幔橄榄岩成因

达拉布特蛇绿岩中地幔橄榄岩的主体为方辉橄榄岩,含少量纯橄岩和二辉橄榄岩,岩石遭受强烈蚀变。方辉橄榄岩单斜辉石、斜方辉石、橄榄石和尖晶石的主量元素特征均显示从深海地幔橄榄岩向SSZ地幔橄榄岩过渡的特征,与斜方辉石原位LA-ICP-MS微量元素特征一致,二辉橄榄岩具有深海地幔岩的性质。采用尖晶石-橄榄石平衡氧逸度计算方法,得出方辉橄榄岩的Δlog(fo2)FMQ在-0.14至+0.96log FMQ之间,具有MOR地幔橄榄岩向SSZ地幔橄榄岩过渡的特点或弧后盆地至岛弧过渡的特征。尖晶石Ga-Ti-Fe3+#图解显示纯橄岩成因可能和地幔橄榄岩与岛弧拉斑玄武岩的反应有关,而方辉橄榄岩可能为地幔橄榄岩与MOR熔体反应以及SSZ环境中含水熔体反应后的残余。纯橄岩和方辉橄榄岩∑REE都低于球粒陨石,且具有LREE富集的U型稀土元素配分模式,暗示了岩石和流体/熔体之间的相互作用。综合以上研究表明,达拉布特蛇绿岩形成于弧后扩张脊并受俯冲流体/熔体影响。     

江苏东海芝麻房预先导孔（CCSD-PPl）橄榄岩及其反映的上地幔亏损和交代事件

芝麻房预先导孔橄榄岩岩石类型有二辉橄榄岩、方辉橄榄岩、单辉橄榄岩和纯橄榄岩，其中前3种多数含有石榴子石。这些岩石在垂向上显示成层性，没有某种方向的韵律变化，它们之间呈渐变过渡关系。对样品进行主量元素、微量元素、稀土元素和Sr、Nd、O同位素分析表明，随着样品MgO含量的增高，Al2O3、CaO逐渐降低，呈良好的相关关系，并且大致上从石榴橄榄岩类到不含石榴子石的橄榄岩类主量元素的亏损程度增高，两者一般均比原始地幔主量元素亏损。稀土元素配分型式表现为右倾的轻稀土富集型，在微量元素蛛网图上，也表现为强不相容元素和微量元素到适度不相容元素的总体右倾型，与原始地幔相比，均富集强不相容元素。富集程度的不同与主量元素的亏损无对应关系，说明主量元素和微量元素各自的特点不是同一种事件造成的，而是先前地幔部分熔融作用之后又发生了富含不相容元素流体的交代作用。Sr、Nd同位素具有富集特点，变化范围较大，而且主量元素较亏损的岩石更富集Sr同位素，显示了交代富集的特点。稀土元素(Ce／Yb)x比值和εNd之间的负相关关系和Rb丰度与Sr同位素之间的正相关关系表明，富集Sr、Nd同位素的流体和富集不相容微量元素的流体均来自地幔。     

福建龙海天马山-牛头山玄武岩中捕虏体和巨晶特征的研究

本文研究了天马山-牛头山新生代玄武岩中二辉橄榄岩和橄辉斜长岩捕虏体的岩石学、矿物学和地球化学等特征并论及碱性玄武岩中单斜辉石和歪长石巨晶。尖晶石二辉橄榄岩存在于碱性玄武岩和橄榄拉斑玄武岩中,由尖晶石、橄榄石、斜方辉石、铬透辉石等组成,与模拟地幔岩相比,具低的MgO含量和不相容元素Ti丰度而富集Co、Ni相容元素。尖晶石二辉橄榄岩具低的稀土总量和平缓的球粒陨石标准化稀土元素分配模式,形成于温度约1000℃、深度为50—80公里的上地幔。橄辉斜长岩具正堆积结构,Al_2O_3、CaO、∑REE和La/Yb明显高于二辉橄榄岩。但MgO含量远低于后者,反映两者成因的不一致性。普通辉石巨晶以富铝为特征,歪长石以富钙为特征。     

雅鲁藏布江蛇绿岩带西段达机翁地幔橄榄岩组成特征及其形成环境分析

雅鲁藏布江蛇绿岩带自萨嘎以西分成南北两个亚带。对两个亚带蛇绿岩的各自特征及成因联系的研究,是探讨雅鲁藏布江西段的新特提斯洋构造演化的关键。北亚带蛇绿岩呈构造岩块产于冈底斯山前喀喇昆仑断裂带的南侧。其中,位于北亚带西北段的达机翁蛇绿岩,主要由地幔橄榄岩,玄武岩夹硅质岩组成,各单元间断层接触。对达机翁蛇绿岩的地幔橄榄岩开展的组成特征研究表明:(1)地幔橄榄岩主体为方辉橄榄岩,含少量的纯橄岩。方辉橄榄岩内产有豆荚状铬铁矿(呈豆状,块状以及浸染状),铬铁矿有一层纯橄岩的外壳;(2)达机翁方辉橄榄岩单斜辉石含量低,组成矿物以及全岩的地球化学特征均指示了这些样品经历了相对高的部分熔融作用;(3)方辉橄榄岩具有U型的球粒陨石标准化的稀土元素分配模式,Nb相对亏损,Ta,Zr和Hf具有弱的正异常,同时Sr和U具有强烈的正异常,这些特征可能与残余地幔和俯冲带熔/流体之间相互作用导致的轻稀土元素和部分微量元素的选择性富集有关。定量计算表明,达机翁地幔岩中的方辉橄榄岩来源于一个尖晶石相地幔源区的部分熔融,部分熔融程度大于25%,高于深海地幔橄榄岩的部分熔融程度(10%~22%)。这些橄榄岩形成时的氧逸度条件位于FMQ和FMQ+1之间,高于深海地幔橄榄岩(FMQ-1),与俯冲带环境的氧逸度条件一致。因此,我们认为达机翁蛇绿岩中的地幔橄榄岩形成于大洋中脊的环境,随后发生了洋内俯冲作用,位于俯冲带上部的地幔橄榄岩经历了俯冲带流/熔体的交代作用。     

西藏雅鲁藏布江缝合带西段东波蛇绿岩的构造背景特征

西藏东波蛇绿岩位于雅鲁藏布江缝合带西段,由地幔橄榄岩、辉石岩和辉长岩等组成。地幔橄榄岩主要为方辉橄榄岩、纯橄岩和少量二辉橄榄岩。岩体的边界出露玄武岩和硅质岩等。地幔橄榄岩中有少量辉石岩和辉长岩的脉岩,宽约1 m,走向北西,与岩体的构造线方向基本一致。各岩相岩石地球化学研究结果表明,东波蛇绿岩的岩相存在较大的差异,玄武岩具有与洋岛玄武岩(OIB)相似的地球化学特征,而地幔橄榄岩中辉石岩、辉长岩脉与洋中脊玄武岩(MORB)相似,形成于洋中脊环境,并受后期俯冲流体作用的改造。东波岩体中二辉橄榄岩具有与深海地幔橄榄岩较一致的轻稀土亏损特征,而方辉橄榄岩和纯橄岩的地球化学特征显示出岩体形成于MOR环境,后受到SSZ环境的改造。东波蛇绿岩的岩石地球化学特征显示其洋中脊叠加洋岛的构造背景。