华北晚中生代和新生代玄武岩中单斜辉石巨晶来源及其对寄主岩岩浆过程的制约:以莒南和鹤壁为例

本文对华北克拉通晚中生代和新生代碱性玄武质岩石中的单斜辉石巨晶进行了主、微量元素和Sr-Nd同位素的综合研究,发现晚中生代和新生代单斜辉石巨晶存在明显的主、微量元素和同位素组成上的差异.新生代单斜辉石巨晶有Al-普通辉石和次透辉石两类;而中生代单斜辉石巨晶只有Al-普通辉石.新生代单斜辉石SiO2含量高、REE配分型式为上凸型、LILE和放射性元素含量高,并具有比寄主碱性玄武岩更亏损的Sr和Nd同位素组成;而中生代单斜辉石SiO2含量低、REE配分型式为LREE富集型、LILE和部分HFSE以及放射性元素含量低,并具有比寄主碱性玄武岩稍富集的Sr和Nd同位素组成;巨晶的结构、矿物成分和地球化学特征,以及Mg-Fe在熔体与单斜辉石间的分配状况皆说明,新生代碱性玄武岩中单斜辉石巨晶是碱性玄武岩浆在高压下结晶的,因此二者是同源的;而中生代单斜辉石巨晶是被寄主岩浆偶然捕获的捕虏晶,是不同源的.华北新生代单斜辉石巨晶存在于碱性玄武岩和拉斑玄武岩中,它们具有比寄主碱性玄武岩更亏损的Sr和Nd同位素组成,说明即使是碱性玄武岩也不能完全代表软流圈来源的原始岩浆,其在上升过程中或多或少存在同位素组成富集的物质的混入.同时,拉斑玄武岩不是碱性玄武质岩浆直接结晶分异的产物,亦不是完全由部分熔融程度的不同造成的.拉斑玄武岩中存在岩石圈地幔物质的贡献或是岩浆房内碱性玄武质岩浆受地壳混染作用的结果.     

山东昌乐新生代碱性玄武岩中的巨晶单斜辉石成因研究

山东昌乐新生代碱性玄武岩中除斑晶单斜辉石和基质单斜辉石外,还发育大量巨晶单斜辉石和同源斜方辉石捕掳晶。巨晶单斜辉石与玄武岩间发育复杂和简单两种类型的反应边。复杂反应边往往发育在颗粒较大的巨晶单斜辉石外围。复杂反应边可分为4个带：内部带、过渡带、外部带和边缘带,其中,内部带、过渡带和外部带均由具不同结构特征的单斜辉石＋熔体＋金属氧化物构成,边缘带为不含熔体和金属氧化物的干净的单斜辉石;内部带的单斜辉石具梳状构造,过渡带的单斜辉石具细密筛孔构造,外部带为具似砂钟构造的筛孔状单斜辉石。反应边中单斜辉石、熔体及金属氧化物的成分显示,只有内部带受到单斜辉石巨晶的影响,其余带均受玄武岩浆的制约。简单反应边往往发育在颗粒较小的巨晶单斜辉石外围。简单反应边仅发育不含熔体和金属氧化物的干净的单斜辉石。巨晶单斜辉石的反应边是巨晶与玄武岩浆间温度差造成的。在与玄武岩浆反应的过程中,大颗粒的单斜辉石巨晶需要较长的时间与玄武岩浆达到温度平衡,从而有足够的时间发育包含4个带的复杂反应边;反之,由于缺乏足够的反应时间,小颗粒单斜辉石巨晶的外围只发育不含熔体和金属氧化物的简单反应边。同源斜方辉石捕掳晶的成分与地幔二辉橄榄岩包体中的斜方辉石类似,其边部发育类似于Bowen反应（1956）形成的单斜辉石环边。在单斜辉石Al^IV-Al^VI图解上,巨晶单斜辉石、二辉橄榄岩包体中的单斜辉石以及部分单斜辉石斑晶的核部,均位于较高压力的“麻粒岩和玄武岩中包体”区域,反应边中单斜辉石、基质单斜辉石以及绝大部分斑晶单斜辉石位于“火成岩”区域,说明部分斑晶单斜辉石核部来源于地幔二辉橄榄岩,属于捕掳晶。结合单斜辉石结晶压力的估算,笔者认为巨晶单斜辉石的成因模式为：来自软流圈的碱质基性熔体上侵到地幔岩石圈下部,结晶形成单斜辉石巨晶,后来该熔体携带巨晶单斜辉石与来自上地幔岩石圈、夹带大量二辉橄榄岩包体以及斜方辉石（和单斜辉石）捕掳晶的玄武岩浆混合,巨晶单斜辉石随混合后的碱性玄武岩浆上升、喷出地表。     

中国东部新生代玄武岩中单斜辉石巨晶的主要特征及成因信息

作者通过对我国东部新生代玄武岩中巨晶Cpx的109个样品的化学成分的统计、计算及投影,研究了Cpx巨晶的产状、物性及矿物化学的主要特征,并对其成因信息提出了自己的看法。Cpx巨晶的成分以A1_2O_3、A1~(v1)较高而Ti、Mg'中等为特征。但在“反应边”中,A1_2O_3、Na_2O、A1、A1~(v1)则明显降低。我国巨晶以普通辉石为主,而透辉石、次透辉石及顽透辉石少见。国内不同地区的Cpx巨晶成分也略有不同:华南区巨晶的Wo较高而A1_2O_3较低;华北区Fs、A1_2O_3较高;而东北区En较高而A1_2O_3中等。有关Cpx巨晶的成因信息,作者的观点是:(1)巨晶Cpx是寄主玄武岩浆在上地幔中结晶的产物,而不是地幔解体的捕虏晶。(2)我国巨晶Cpx的结晶温度是1021—1209℃,压力为1.4—3.2GPa,所以,Cpx巨晶的结晶深度为48—104Km。(3)我国东部新生代玄武岩均产于大陆板块内部,以碱性玄武岩成分为主,而拉斑玄武岩较少。     

福建省新生代玄武岩中辉石巨晶的矿物学研究

本文对我国福建省三条断裂带上产出的辉石巨晶进行了成分、结构、差热及穆斯堡尔谱分析,提出辉石巨晶有黑色和绿色两种类型,每种辉石巨晶均由两个相组成,两个相的存在决定了辉石巨晶的许多特殊性质。黑色辉石巨晶与玄武岩有明显的成因联系,而绿色辉石巨晶则没有。     

雷州英峰岭玄武岩中单斜辉石巨晶的地球化学和地幔交代作用

雷州半岛英峰岭火山岩中单斜辉石巨晶以低Mg^#值(0．62—0．47)、贫重稀土(HREE)和富Al2O3、TiO2、Na2O和中稀土(MREE)为特征，并具有明显的成分变化。随着Mg^#降低，单斜辉石的Al：O，(11．58～6．97％，)、TiO，(2．28～1．06％)和HREE逐渐降低。这种变化特征不同于世界上大多数辉石巨晶的变化规律。随着演化辉石巨晶的大多数不相容元素，如Nb、Sr、Zr、Hf和LREE—MREE逐渐增加。低的Mg^#值和Ni、Co、Cr含量指示巨晶母岩浆是一种强烈演化的残余岩浆(Mg^#=0．27～0．35)。分离结晶模拟表明本研究最富镁的巨晶(Lz-54)的母岩浆很可能是由拉斑玄武质岩浆经70～80％，以单斜辉石为主的结晶分异后形成。而本研究的其它辉石巨晶是该母岩浆在不同演化阶段(25～80％)分离结晶的产物。分离矿物中除了单斜辉石还包含了大量的石榴子石、斜长石和钛铁矿。温压计算表明英峰岭巨晶是高温岩浆在56～60km深的上地幔的结晶产物(r=1290℃～1130℃，P=1.73～1．83GPa)，这一深度有利于石榴子石结晶。对比不同地区辉石巨晶的成分特征和形成条件，作者指出不同地区单斜辉石巨晶各种元素的不同变化规律主要受母岩浆成分和结晶条件控制。巨晶母岩浆在地幔结晶时对围岩橄榄岩进行了不同程度的交代作用。早期贫流体的岩浆对橄榄岩的交代作用较弱，只有Sr，La等强活动性元素被明显改变；晚期富流体(F，P，H2O)岩浆对橄榄岩的交代作用强烈，大多数元素被明显改变。因此，可以推断交代熔体中流体的含量是影响地幔橄榄岩交代作用的关键。     

南海新生代玄武岩中单斜辉石地球化学特征 及其地质意义

南海新生代玄武岩中发育有大量的单斜辉石斑晶,与橄榄石、角闪石等斑晶共存,多数被熔蚀,呈浑圆状,部分发育有很窄的反应边。研究表明单斜辉石具有巨晶的特征,是在高压下在与寄主岩同源的岩浆中形成,没有经历长时间的沉淀生长而直接向上运移被带到地表,因而具有巨晶的主量及微量元素的特征却不具有巨晶的形态。单斜辉石稀土元素含量不高,HREE及LREE亏损,而MREE富集;大离子亲石元素Rb、Ba、Sr均出现明显的亏损,高场强元素Nb、Zr出现亏损而Hf略富集。Nb、Ta与Zr、Hf分馏明显。Th较为富集,而Pb强烈亏损,U的变化范围较大。研究发现南海新生代玄武岩中的单斜辉石的来源较为简单,为地幔柱的直接产物,并没有受到洋中脊—地幔柱相互作用的影响,由于岩浆上升速度较快压力迅速下降,橄榄石大量晶出,引起了岩浆成分的变化,致使单斜辉石与寄主岩成分和结构上没有达到平衡。     

南海新生代玄武岩中单斜辉石矿物化学及成因意义

从南海南大陆坡底至北大陆坡底采集的玄武岩样品,基本可以代表南海新生代岩浆活动的代表性样品.本文中对这些玄武岩中单斜辉石的矿物化学成分进行了研究,研究的单斜辉石以顽透辉石为主(占3/4),还有少量普通辉石及次透辉石等,也出现少量较为罕见的富钙辉石,位于深绿辉石区域内.基质微晶辉石比辉石斑晶更富钙、钛、铁,可能反映了岩浆演化向着富钙、钛、铁方向发展,且碱度逐渐降低.与碱性系列的演化趋势基本一致.由单斜辉石-熔体平衡温压计计算的岩浆房深度分别为碱玄岩岩浆房约49km左右,粗面玄武岩岩浆房约25km;玄武岩岩浆房约15km.由碱玄岩→粗面玄武岩→玄武岩,平衡温度(K)依次降低从1535～1498→1429→1369.南海新生代玄武岩为板内碱性玄武岩.碱性玄武岩系列可能是地幔柱在上升过程中在不同深度处发生部分熔融并伴随有分离结晶作用等物理化学过程的连续演变的产物.     

碱性玄武岩中的某些巨晶单斜辉石——Ⅰ:晶体结构和晶体化学

应用探针分析所获化学成分(加以一定限制的),对辽宁宽甸新生代碱性玄武岩中3个巨晶单斜辉石进行晶体结构测定与修正。最终R因子分别为0.0239,0.0213和0.0196。结构中M2分裂为M 2和M 2′,分别由Ca~(2+)、Na~+等较大半径阳离子和Mg~(2+)、Fe~(2+)等较小半径阳离子占据。通过键价分析,阐明了M2′相对于M2的位移趋向及其配位情形。此外,讨论了Al的占位及其成因意义。     

青藏高原东北缘晚中生代火山岩中单斜辉石及其岩石成因意义

西秦岭是青藏高原构造域在东北缘向东西向展布的祁连-秦岭-大别构造带转换的重要地区.作为印度-欧亚大陆碰撞及青藏高原隆升的响应,西秦岭地区自中生代以来火山作用非常强烈.     

碱性玄武岩中的某些巨晶单斜辉石Ⅱ：穆斯堡尔谱——兼论单斜辉石的异…

本文对辽宁宽甸碱性玄武岩中巨晶单斜辉石进行穆斯堡尔谱研究，应用晶体结构研究结果较合理地解释了单斜辉石的异常穆斯堡尔谱，结合ＸＲＤ讨论了单斜辉石中Ｆｅ结构态的测定以及穆斯堡尔谱的可应用性，巨晶应结晶于相当氧化的环境。     

辽西义县组玄武岩中环带状单斜辉石的成因及其对岩浆演化的约束

辽西四合屯地区早白垩世义县组玄武岩包含大量具环带结构单斜辉石。本文对这些单斜辉石进行了系统的矿物学、主微量元素和原位Sr同位素分析,并探讨了义县组玄武岩的岩浆成因和演化历史。四合屯义县组玄武岩中的单斜辉石主要发育正环带结构,少量为反环带结构。反环带单斜辉石核部主要为透辉石,并具有低的Mg^#(65.5~79.7)和Cr₂O₃(< 0.48%),以及高的Na₂O (0.34%~1.33%)和Al₂O₃(1.02%~3.20%)。它们具有轻稀土元素富集的配分型式,具有明显的Eu和Sr负异常,说明其与斜长石平衡过。在Mg^#-Na₂O/Al₂O₃相关图中,反环带单斜辉石核部总体落入华北古老下地壳麻粒岩中单斜辉石的成分范围,因此其可能是来自下地壳麻粒岩的捕虏晶。反环带单斜辉石幔部和正环带单斜辉石核部主要为普通辉石,它们具有高度一致且变化范围相对窄的化学组成,包括高的Mg^#(84.7~89.2)和Cr₂O₃(0.13%~1.41%),以及低的Na₂O (0.17%~0.48%)和Al₂O₃(1.44%~2.57%)。它们的轻重稀土元素强分馏,与玄武岩全岩组成吻合。利用单斜辉石和基性岩浆之间Fe-Mg及微量元素的分配系数,我们计算了与反环带单斜辉石幔部和正环带单斜辉石核部平衡的岩浆组成,结果表明它们与剔除橄榄石捕虏晶的全岩组成达到平衡,因此这部分单斜辉石是岩浆成因的斑晶。它们相比全岩具有变化范围较宽和整体略高的原位⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值(0.7058~0.7085)。岩浆成因单斜辉石结晶温压计算结果(1171~1221℃、0.54~1.08GPa)表明义县组玄武岩的岩浆演化主要发生在下地壳浅部(18~36km)。四合屯义县组玄武岩具有壳幔双重属性,捕虏晶矿物的同化混染和下地壳榴辉岩的拆沉作用并不能合理解释其大陆下地壳属性。本次研究中反环带单斜辉石核部捕虏晶具有较高的HREE含量,它们可能作为源区残留相记录了华北东部古老下地壳在中生代的部分熔融过程,该过程中对应的熔体相则可以解释义县组玄武岩的下地壳属性。因此,我们认为四合屯义县组玄武岩是壳幔相互作用(岩浆混合)的结果。义县组玄武岩的主体来自受俯冲洋壳改造的岩石圈地幔,在下地壳岩浆房或幔源岩浆上升过程中存在少量下地壳来源酸性熔体的混合作用。

     

碱性玄武岩中巨晶辉石的出溶结构

人们在研究玄武岩浆的起源和演化时,对碱性玄武岩中的巨晶辉石产生了越来越大的兴趣。这些巨晶辉石具下列特点:个体大;常与来自上地幔的橄榄岩包体伴生;其氧化铝含量,特别是Al(?)的含量远高于寄主玄武岩中的辉石斑晶和橄榄岩包体中的单斜辉石;与寄主     

中国东部晚古生代、中生代和新生代玄武岩及其地质意义

本文主要探索贺兰山、龙门山和哀牢山以东地区分布的晚古生代、中生代和新生代玄武岩类在化学成分上的差异原因及其地质意义。     

中国东部新生代玄武岩中低压单斜辉石的矿物化学及岩石学意义

本文搜集了中国东部11个省区新生代玄武岩中低压单斜辉石(Cpx)—斑晶、微晶Cpx的电子探针分析结果96个,通过大量的计算与投影,研究了Cpx的矿物化学特征,包括Cpx的种属划分及其成分特点,不同种属的Cpx成分变化及Cpx中SiO_2与其它氧化物的相关方程;也分析了Cpx矿物化学的岩石学意义,包括玄武岩的碱度顺序及系列划分,斑晶与微晶Cpx的成分差异及演化方向,Cpx结晶的温、压方程及斑晶形成的条件,玄武岩产出的板块构造环境等等。     

胶东地区晚中生代岩浆活动及对大地构造的制约

应用近十几年来胶东地区及其周边岩浆岩体的同位素测年资料,结合几个岩体的新的SHRIMP测年数据(牙山岩体117.7Ma,院格庄岩体113.4Ma,正长斑岩脉115.7Ma),系统研究了该区晚中生代以来的岩浆活动规律,结果表明,该区可分为4个岩浆活动期;(1)晚侏罗世构造-岩浆热事件(150~160Ma),以玲珑-滦家河型岩体为代表,是在区域挤压构造应力作用下侵入的,属同构造或同造山时期的岩浆作用。(2)早白垩世早期构造-岩浆热事件(135~125Ma),以郭家岭岩体为典型,该时期的岩浆活动均具有双峰式岩浆作用特征,反映了伸展动力学背景。(3)早白垩世中晚期构造-岩浆热事件(125~105Ma),以崂山花岗岩为特征,该阶段对应于中国东部岩石圈大规模的减薄时期,是大陆裂谷作用的高峰期。(4)晚白垩世-古新世基性-超基性火山作用。本文还探讨了岩浆活动的地球动力学因素及其对大地构造的制约。     

岩浆过程中影响矿物稀土元素质量分数的因素──来自女山幔源单斜辉石巨晶的启示

运用电子微探针（ＥＭＰ）和二次离子质谱（ＳＩＭＳ）对安徽女山新生代碧玄岩中的１３个单斜辉石巨晶进行了主要元素和稀土元素的分析,１３件样品表现出稀土总量与Ｎａ质量分数的正相关。根据这些数据,结合文献中的资料,我们认为不同种矿物间稀土质量分数的差异是由晶体化学性质决定的;而同种矿物在一个相对简单的地球化学过程中,它们之间的稀土质量分数变化受地球化学过程发生的程度和周围环境的控制。