上地幔的氧逸度与金刚石的成因

过去认为温度和压力对金刚石的形成起着主要的控制作用,现在研究证实除了温度和压力外,氧逸度在金刚石的形成过程中同样起着不可缺少的作用。本文收集总结了国内外在这方面研究的最新成果,包括上地幔的氧逸度及其测定方法,形成金刚石的碳的来源、金刚石形成时的流体状态、金刚石的最新成因模式、氧逸度与金刚石的保存等等。最后认为岩石圈的底部,即氧化还原状态变化较大的岩石圈—软流圈的结合处是最有利于天然金刚石形成的部位。这一点已被天然金刚石包裹体的研究所证实。     

汉诺坝地区上地幔尖晶石—石榴石相转变带温压条件

根据汉诺坝尖晶石石榴石二辉辉石岩包体矿物成分新资料和前人的尖晶石石榴石二辉橄榄岩包体矿物成分资料,运用斜方辉石Ｃａ溶解度温度计和斜方辉石－石榴石Ａｌ分配压力计,计算了尖晶石—石榴石相转变带的温度和压力条件,首次获得了汉诺坝地区的新生代古地温曲线。尖晶石石榴石二辉辉石岩包体代表的温度范围为９３０～９７８℃,压力范围为１４２～１６５ＧＰａ：尖晶石石榴石二辉橄榄岩包体代表的温度范围为９９１～１１１０℃,压力范围为１５８～２１６ＧＰａ,与最新的实验结果基本吻合。地温曲线沿大洋地温曲线（曲线方程为ｔ＝２５２４＋８９７４７８ｐ－１８３０８ｐ２）上方近平行延伸。推测汉诺坝玄武岩的起源深度至少为７０ｋｍ。二辉辉石岩包体来自较冷的岩石圈,而二辉橄榄岩来自岩石圈与软流圈的过渡带,并且表明后者的地温梯度以对流热地温梯度为主。     

印度科拉尔金矿形成的温压条件

自地表至3300m深度研究科拉尔矿田金矿体形成的湿压条件表明,矿田是在130—420C温度区间和0.7—6.4kbar压力区间生成的。随深度的增大,发现成矿流体中的温度和压力有规律地增大。     

特提斯洋对流上地幔Os同位素组成估算的新方法及初步运用

对流上地幔Os同位素组成的准确估算是运用Re-Os同位素体系探讨地幔演化的基础。前人研究主要是以地幔橄榄岩为研究对象,由于地幔橄榄岩Os同位素存在明显的不均一性,因而直接影响估算值的准确性。对流上地幔中包含的不同亏损程度的难熔组分在部分熔融过程中难以熔融,对形成的熔体相的Os同位素组成贡献很少或者没有。因此,与对流上地幔具有相同的Os同位素组成初始值的早期分离结晶岩石(如堆晶岩),结合堆晶岩中锆石的准确定年,可以用来估算对流上地幔Os同位素组成。本文根据这一方法测试了那曲地区弧后盆地堆晶岩的Os同位素组成和锆石U-Pb年龄,推测那曲地区新特提斯洋对流上地幔Os同位素组成为碳质球粒陨石型的。根据这一模型,对比了罗布莎和东巧铬铁矿岩、含矿围岩以及不含矿围岩的Os同位素特征,揭示出矿石及围岩均具有古老大陆岩石圈地幔信息,而不含矿围岩(泽当岩体)的Os同位素组成为碳质球粒陨石型的,无古老大陆岩石圈地幔信息。     

福建省上地幔结构与岩石矿物的基本特征

综合研究了福建省上地幔的矿物、岩石、地球化学、地球物理（重、震、电）等有关资料,全面论证上地幔B′与B″层的三维空间特征、可疑地幔岩性、古代与现代地幔岩岩石类型与矿物成分。继而从地幔岩矿物组合,化学成分、微观特征、包裹体、稳定同位素等特点,来探讨第三纪上地幔的成岩环境与动力学,并指出东南沿海岩石圈上地幔减薄斜坡带及其叠生的深切断裂是燕山期双系列岩浆岩形成的深部地质背景。     

雅鲁藏布江蛇绿岩中橄榄石的位错构造及上地幔流变状态

本文通过对雅鲁藏布江蛇绿岩中橄榄石的透射电子显微分析（TEM）和变形参数测算,划分出3个应变带,即强应变带、过渡型应变带和弱应变带,并详细地研究了它们的岩石结构、位错构造、变形机制和流变状态。镁铁质糜棱岩组成的强应变带中橄榄石发育亚颗粒和位错网络,具有低自由位错密度(10⁷～10⁸cm^-2),是在温度为850～950℃、压力10～13kbar、差异应力2～3MPa、应变速率为10^-16～10^-17s^-1、粘度10²²～10²³Pa.s,大致相当于35～40km的岩石圈深部由位错机制控制的深层剪切流变作用形成的。     

阿尔卑斯超镁铁岩的演化及上地幔的局部熔融

西藏新疆超镁铁岩是上地幔局部熔融的产物。超镁铁岩在矿物成分上的演化表现为两个平行的演化系列:一是随各亚类岩石的递变,硅酸盐矿物的100Mg,(Mg+Fe~(2+))值递增,即硅酸盐矿物向富镁方向演化;二是副矿物铬尖晶石的100Cr/(Cr+Al)值相应递增,向富铬方向演化;上述演化趋势与岩浆分异演化趋势相反。在组构上则由原粒结构向熔融残余、后成合晶,碎斑结构,然后递变为等粒镶嵌;板状镶嵌结构。二辉橄榄岩的熔融实验资料清楚表明、阿尔卑斯超镁铁岩的演化乃是地幔岩熔融的结果。各亚类岩石代表了不同程度的局部熔融,岩体所显示的上部偏基性,下部偏酸性的垂直分带实属地幔岩的熔融分带。     

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。     

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。     

北秦岭基性火山岩地球化学特征与上地幔岩浆源区性质

元古代和早古生代是北秦岭两个主要的火山岩浆作用时期,地球化学研究表明,元古代基性火山岩具有相对低SiO_2、Al_2O_3和高TiO_2特征,基性火山岩TiO_2-P_2O_5、MgO/FeO-Y、的变化显示了正常的、稳定的岩浆作用过程,相容元素分配模型表明这一时期基性火山岩与华北区上地幔部分熔融岩浆作用相吻合,早古生代基性火山岩除普遍具有高、低特征外,突出地表现出地球化学成分的不均匀性,多源、混合岩浆作用的干扰使单源岩浆演变特征遭受破坏,相容元素分配模型表明:这一时期基性火山岩浆与引起秦岭区、华北区上地幔岩浆共同作用有关系,北秦岭基性火山岩浆作用的特征与这一地区从元古代到早古生代的构造发展是相适应的,反映了该区上地幔性质及岩石圈构成的重大改变。     

试论地幔潮汐作用与地壳构造运动的关系

太阳系（携带地球）围绕银河系银心依椭圆形轨道公转．旋行１周，地球与银心之间有两次处于近距离，两次处于远距离．在靠近时两者之间引力增大，导致地仅柔流物质发生涨潮，远离时引力减小，地幔潮落．地幔的潮汐作用势必引起其上的固体地壳发生破裂、变形、运移和碰撞，即地壳构造运动．由于太阳公转具有２００Ｍａ年的周期性，故而地壳运动同样也具有与此相一致的周期性和等时性．因而说地幔的潮汐是导致地壳发生构造运动的主要原因．     

地幔矿物岩石的电导率研究进展

电导率高压测量技术的完善 ,使得人们在就位测量条件下获得了一系列地幔高压相矿物的电导率。由此 ,在回顾近几年地幔矿物岩石电导率的测量结果时 ,重点介绍了地幔高压相矿物的电导率研究。文中还介绍了根据地幔矿物岩石电导率数据而获得的电传导机制研究结果以及基于实验室电导率数据建立的电导率模型。近年来的研究结果表明 ,当在实验条件控制较好的高压装置上测量电导率时 ,实验室的电导率数据应该可以用来帮助电磁学家约束对野外数据的解释。     

河北涞源岩基中的超镁铁质岩研究

以窑沟橄榄辉石角闪石岩岩体为代表,他涞源岩基中超镁铁质岩石。超镁铁质岩石是涞源岵基最早的一次独立岩浆活动形成的,角闪石岩岩浆来源于上地幔,沿深大断裂上升侵位。角闪石岩与之后的第二阶段闪长岩－花岗闪长岩－二长花岗岩－斑状花岗岩－白岗岩有很大差别。涞源岩基在晚三叠纪就开始形成,岩浆活动持续时间在１２０Ｍａ以上。     

地幔热力不稳定性分析

根据地幔热动力学模型,分析了地幔在多种因素（特别是地球自转效应）影响下的热力不稳定性条件和临界条件,结果表明,地质年代在影响地幔热力不稳定性的诸因素中,地幔内部的热源（放射性生热、相变生热、绝热压缩生热和底部加热）效应能够使地幔lavleish数增大,即增大地幔运动的动力;而地球的自转效应却能减小地幔运动的临界阻力,因此它们对地幔热力不稳定性都具激发作用,而对地幔粘滞性和热传导效应,关系式表明,它们对地幔热力不稳定性都具致稳作用。对于岩石图绝对运动的影响,取决于岩石圈绝对运动方向与地幔所受合力方向的相互关系。     

大地电磁测深(MTS)用于研究地壳上地幔的初步成果

地质矿产部物化探研究所自1980年先后完成了青藏、川滇、华南、甘肃、新疆、内蒙、山西、松辽、长江中下游、秦岭等地区的深大地电磁测深剖面约6800km。得出了剖面通过地区地壳、上地幔的电性结构,研究了各电性单元与地质构造单元的关系,对发现的地壳、上地幔内低阻层的成因进行了探讨。根据已掌握的深大地电磁数据编制了中国大陆电性图件,得出中国大陆岩石圈的平均厚度为100～120km,东部地区薄,西部地区厚的结论。利用高温高压岩石电阻率测定结果,粗略地给出了剖面通过地区岩石圈内主要的物质组成。