上地幔铂族元素的分异——吉林汪清橄榄岩包体提供的证据

汪清橄榄岩包体的PGE分布模式不同于世界范围橄榄岩中通常观察到的平坦型或负斜率分布 ,而以Pt Pd之间发生分异为特性 .根据Pt和Pd在合金 /硫化物熔体的分配系数的差异 ,认为部分汪清橄榄岩经历了与一含合金和硫化物的熔体平衡的过程 .由于比重的差异 ,富Pt合金同硫化物熔体发生分异而留在残余橄榄岩中 ,而富Pd的硫化物因未达饱和态而随残余熔体脱离地幔 .     

上地幔尖晶石-石榴石相转变实验研究及其意义

采用新生代玄武岩中地幔岩捕掳体的矿物、岩石天然样品进行尖晶石与石榴石的相转变实验研究,结果发现尖晶石二辉橄榄岩与石榴石二辉橄榄岩相转变条件(T=1100℃和P=1.8～2.0GPa)与中国东部五相共存的尖晶石/石榴石二辉橄榄岩P-T平衡条件一致.提出中国东部大陆上地幔55～70km深处存在几公里至十几公里厚的尖晶石二辉橄榄岩与石榴石二辉橄榄岩相转变带.尖晶石辉石岩向石榴石辉石岩相转变深度小于55km.实验结果还揭示水促使地幔交代作用,但又抑制了相转变.同时讨论了矿物成分分带现象.     

西秦岭石榴石二辉橄榄岩和石榴石二辉岩包体的温度和压力条件

运用Brey等人和Bertrand等人矿物温压计, 计算了甘肃西秦岭新生代钾霞橄黄长岩中石榴石二辉橄榄岩和石榴石二辉岩包体的平衡温压条件. 计算结果表明, 石榴石二辉橄榄岩和石榴石二辉岩的稳定温度、压力范围分别为1172~1266℃, 2.9~3.6 GPa和1169 ~1248℃, 2.8~3.2 GPa. 两类包体稳定的压力范围均达到或超出尖晶石相橄榄岩稳定的压力条件(2.0~3.0 GPa), 进入石榴石相橄榄岩的稳定区. 包体的平衡温度达到或超过大洋地温线, 并与实验确定的造山作用后岩石圈伸展条件下钾霞橄黄长岩浆的起源温度一致. 因此, 西秦岭新生代地幔的热状态具有发生钾霞橄黄长岩岩浆作用的条件. 包体的岩石矿物学研究及温压计算显示, 石榴石二辉岩与石榴石二辉橄榄岩同为本区地幔的组成, 因此都可能成为钾霞橄黄长岩的源区岩石.     

由甘肃宕昌好梯幔源包体推导的上地幔物质组成、热结构和流变学特征

新生代火山岩中的幔源包体可以提供有关上地幔的直接信息。通过对采自甘肃宕昌县好梯乡的幔源橄榄岩包体的详细研究 ,探讨该地区上地幔的热结构和流变学特征 ,并与华北地区进行对比。研究结果表明 ,该区自壳幔边界以下至 75km深处的上地幔主要由尖晶石二辉橄榄岩组成 ,75km以下则主要由石榴石二辉橄榄岩组成 ,方辉橄榄岩只占少数 ;与华北地区没有明显的差异。由包体平衡温度、压力建立的上地幔地温线低于华北地区地温线 ;确定的壳幔边界在 5 2km左右 ,莫霍界面附近为下地壳物质与尖晶石二辉橄榄岩的过渡带 ;岩石圈底界深度约为 12 0km左右。根据包体的研究结果建立了研究区上地幔的差异应力、应变速率和等效黏滞度剖面。结果表明 ,该区新生代时期存在软流层的底辟 ,以及相应的岩石圈的减薄 ,但其规模明显小于华北地区。这些结果表明该区处在中国东部大陆裂谷带和中国中部克拉通块体群的过渡带     

石榴石异剥橄榄岩中橄榄石的钛铁矿和含铬钛磁铁矿出溶体

在中国大陆科学钻探(CCSD)岩心中石榴石异剥橄榄岩橄榄石中发现杆状钛铁矿和含铬钛磁铁矿出溶体. 利用透射电子显微镜及电子探针详细研究了杆状钛铁矿和含铬钛磁铁矿出溶体的成分、形态、结晶习性以及与寄主矿物橄榄石之间的拓扑关系. 发现钛铁矿出溶体与Arami橄榄石中钛铁矿出溶体具有相似的特征, 但含铬钛磁铁矿出溶体与Arami橄榄石中铬铁矿出溶体具有较大的差异. 分析认为文中发现的杆状钛铁矿和含铬钛磁铁矿出溶体最初都是固溶在b 相橄榄石中, 以后随着压力降低, 发生固溶体分解而产生含铬钛磁铁矿及钛铁矿出溶体; 该石榴石异剥橄榄岩可能曾经就位于300 km以下的地幔转换带.     

西藏高原当雄—亚东地带地壳与上地幔结构和速度分布的爆炸地震研究

本文概述了在西藏高原长达450公里左右的南北向测线上取得九次湖中水下爆炸地震记录的处理结果。通过数字处理、拟合和反演等计算,得出了该地区地壳与上地幔的成层结构和速度分布。 结果表明,该区整个沉积岩层厚约3—5公里,雅鲁藏布江以北到当雄地带,地壳巨厚达70—73公里;江南地区为68—45公里,并逐渐向南翘起。在成层地壳介质中发现下地壳中存在低速层,厚约10公里,速度为5.64公里/秒。分析认为,高原地形与巨厚地壳的形成是印度洋板块与欧亚板块碰撞以及长期挤压和内部物质运移的结果。     

西藏高原当雄-亚东地带地壳与上地幔结构和速度分布的爆炸地震研究

本文概述了在西藏高原长达450公里左右的南北向测线上取得九次湖中水下爆炸地震记录的处理结果。通过数字处理、拟合和反演等计算,得出了该地区地壳与上地幔的成层结构和速度分布。 结果表明,该区整个沉积岩层厚约3-5公里,雅鲁藏布江以北到当雄地带,地壳巨厚达70-73公里;江南地区为68-45公里,并逐渐向南翘起。在成层地壳介质中发现下地壳中存在低速层,厚约10公里,速度为5.64公里/秒。分析认为,高原地形与巨厚地壳的形成是印度洋板块与欧亚板块碰撞以及长期挤压和内部物质运移的结果。     

深部流体在地震孕育和发生过程中的作用

提出了几个难以用断层弹性回跳模型解释的地震实例，指出必须重视地壳上地幔结构的探测和深部流体的研究。然后用简单型说明，没有流体在存在，则不可能发生岩体间快速的错动。重点探讨发生在地壳内10-25km深处的强震孕育和发生机理，分析了深部流体的迁移和岩体的错动。最后结合实例，给出了在发生深部流体迁移的条件下，一次强震释放的能量和岩体错动的最大加速度。     

基于三重震相研究青藏高原和西北太平洋俯冲过渡带速度结构

上地幔过渡带是上、下地幔物质交换的一个重要场所。上地幔过渡带属性为推测地幔温度,其化学组分以及地幔对流等相关动力学研究提供了一个很重要的途径。本文回顾了对上地幔间断面的认识过程,简要介绍了近年来随着高温高压实验技术提高,地震学研究对上地幔过渡带所取得的最新进展。     

中国东部地幔岩包体的产出及其与地球内部构造的关系

中国东部橄榄岩和榴辉岩深源包体的地理分布构成了全球环太平洋深源包体分布带的重要组成部分。深源包体的产出与地球内部构造密切相关。尖晶石橄榄岩和镁铝榴石橄榄岩两种包体与上地幔的构造分带相一致,榴辉岩包体代表上地幔中局部的分凝体。碱性玄武岩浆的活动和深源岩石带的形成应为板块构造运动的结果。     

青藏高原东北缘壳幔各向异性研究:基于SKS和Pms震相分析

利用甘肃和青海两省固定宽频带地震台记录的远震波形资料,挑选高质量SKS震相,联合使用最小切向能量方法和旋转互相关方法获得230对高信噪比分裂参数;同时对接收函数中Pms震相随方位角的变化进行拟合,得到了24个台站的地壳各向异性分裂参数.整个区域SKS分裂快波方向均值为123°,Pms分裂快波方向均值为132°,且大部分区域SKS、Pms快波方向与地表构造走向相一致,说明青藏高原东北缘以岩石圈垂直连贯变形为主,地壳上地幔相互耦合.SKS、Pms分裂时差均值分别为1.0s和0.6s,显示地壳各向异性对于SKS分裂时差有较大贡献.昆仑断裂附近Pms、SKS分裂快波方向与昆仑断裂走向基本一致,说明昆仑断裂可能是岩石圈尺度深大断裂;而阿尔金断裂东缘二者快波方向显著差异意味着阿尔金断裂在东缘可能仅为地壳尺度的断裂.     

马里亚纳岛弧南部前弧方辉橄榄岩的交代作用:单斜辉石和角闪石的微量元素特征

来自马里亚纳岛弧南部前弧的方辉橄榄岩是一种高度亏损的橄榄岩, 其中含少量的单斜辉石(0.7 vol%). 在方辉橄榄岩中发现两种类型的角闪石: 镁角闪石与单斜辉石密切伴生, 具有较高的Al₂O₃含量(>7%)和较低的Mg^#; 透闪石在斜方辉石周围出现, 具有较低的Al₂O₃含量(<2%)和较高的Mg^#. 单斜辉石和镁角闪石的原始地幔标准化的REE分配模式显示HREE相对LREE的富集, 且镁角闪石的微量元素含量普遍高于单斜辉石. 透闪石的微量元素含量远低于单斜辉石. 与深海橄榄岩中的单斜辉石相比, 马里亚纳岛弧南部前弧的方辉橄榄岩中的单斜辉石出现大量微量元素的相对富集, 只有Ti和HREE等少量元素除外. 岩石特征和单斜辉石、角闪石微量元素特征暗示这些方辉橄榄岩经历了2个阶段的交代作用. 含水熔体的渗透交代引起了Al, Ca, Fe, Mg, Na和大量微量元素的迁移. 在含水熔体中, LILE和LREE相对于HREE和Ti更活跃, 并且大部分微量元素在含水熔体中的活动性显然受到温度和压力的影响.     

中国东部地幔岩包体的产出及其与地球内部构造的关系

中国东部橄榄岩和榴辉岩深源包体的地理分布构成了全球环太平洋深源包体分布带的重要组成部分。深源包体的产出与地球内部构造密切相关。尖晶石橄榄岩和镁铝榴石橄榄岩两种包体与上地幔的构造分带相一致,榴辉岩包体代表上地幔中局部的分凝体。碱性玄武岩浆的活动和深源岩石带的形成应为板块构造运动的结果。     

元素在介质中的扩散能力及对交代橄榄岩化学性质的影响

对雷州半岛英峰岭火山岩中地幔复合包体的详细的原位LM-ICP-MS分析显示, 从与辉石岩的接触带到远离的橄榄岩, 单斜辉石中的大多数不相容元素的含量逐渐降低, 而相容元素和重稀土(HREE)含量快速上升; 各元素下降或上升的速度明显不同, 从而造成了交代橄榄岩中不同元素的层析分离现象(chromatographic fractionation). 这种层析分离反映了不同元素在渗透熔体或流体中的不同扩散速率. 研究显示Sr, Nb, La和Ce等强不相容元素具有最高的扩散能力, MREE~ HREE具有中等的扩散能力, 而Zr, Hf, Ti, Ga和Sc在大多数情况下显示低的扩散能力. 轻稀土(LREE)较重稀土(HREE)明显高的扩散速率将造成交代橄榄岩中REE分异的加剧(La/Yb比值增大), 而Zr, Hf, Ti较相邻稀土元素更低的扩散能力将造成交代橄榄岩中这些元素的相对亏损. 在富流体渗透熔体中元素的扩散能力都较强, 则层析分离较弱. 硅酸盐熔体引起的交代作用的范围是非常有限的, 受交代作用影响的围岩橄榄岩的宽度严格地受形成脉体母岩浆的体积和熔体性质的控制.     

青藏高原东北缘上地幔地震各向异性:来自SKS、PKS和SKKS震相分裂的证据

基于青藏高原东北缘甘肃区域台网41个宽频带地震台站的远震记录资料,通过PKS、SKS和SKKS震相的剪切波分裂分析,获取了台站下方介质的各向异性分裂参数,得到该地区上地幔各向异性分布图像,并结合GPS速度场和地壳剪切波各向异性分析青藏高原东北缘各向异性形成机制及壳幔各向异性特征.分析结果认为,在阿尔金断裂带西侧,各向异性快波偏振呈NWW-SEE方向,与断裂带走向有一定夹角,与塔里木盆地向柴达木盆地俯冲方向一致,说明该地区上地幔物质变形主要受古构造运动的影响,属于"化石"各向异性.在祁连山-河西走廊构造区,XKS快波偏振呈NW-SE方向,一致性较好,与区域断层走向方向相同;由区域小震的地壳剪切波分裂分析得到的地壳剪切波快波偏振在该区域呈NE-SW方向,与相对于稳定欧亚大陆GPS运动速率一致,地壳和地幔快波偏振方向的差异表明壳幔变形可能有不同的形变机制.在陇中盆地及其周缘,由于处于活跃青藏地块与稳定鄂尔多斯地块之间的过渡带,相对于其他区域具有更加复杂的构造背景,地壳快波偏振和地幔快波偏振总体上呈NWW-SEE方向,说明壳幔变形机制可能相同;但不同台站结果之间存在一定离散性,推测是由于受局部构造特征差异性造成.     

山东沂沭地区幔源矿物中的流体和稀有气体地球化学研究

幔源物质中的流体和稀有气体是地幔信息的重要示踪剂. 利用热爆裂法和熔融法分别测试了山东沂沭地区新生代玄武岩中二辉橄榄岩包体的流体和稀有气体同位素组成, 结果表明, 其流体组成以CO₂、CO、H₂等为主, 三者约占流体总量的90%以上, 与中国东部其他地区幔源包体的研究结果类似; ³He/⁴He比值主要介于0.82~2.74 Ra, ⁴⁰Ar/³⁶Ar = 299.5~758.8, 均远低于大洋中脊玄武岩等典型上地幔样品值, 主要反映了大气和部分放射成因组分的影响. 沂沭地区幔源矿物的C/³He = (27.6~1050)×10⁹, N₂/Ar = 927~56612, N₂/³He= (2.5~27)×10⁹, 与受板块俯冲影响的美国西部、新西兰等地区幔源流体类似, 在多种综合图解上均位于地幔-地壳-大气源区之间, 反映大气和富有机组分的地壳物质的影响. 上述结果表明, 研究区幔源矿物流体和稀有气体同位素的组成可能反映了岩浆喷出过程或喷出后的变化, 也可能与古俯冲板块对该区陆下地幔的影响有关.     

中国东部新生代玄武岩及其深源包体学术讨论会在黑龙江省德都举行

由中国矿物、岩石、地球化学学会岩浆岩专业委员会主办的中国东部新生代玄武岩及其深源包体学术讨论会于7月27日至7月31日在黑龙江省德都县五大连池地区召开;会后代表们对我国著名的五大连池火山群及牡丹江镜泊湖地区的火山景观进行了实地考察     

华北古生代地幔岩捕掳体中石榴石和巨晶石榴石的主、微量元素

山东蒙阴和辽宁复县古生代金伯利岩中产有众多的地慢岩捕掳体（橄榄岩、榴辉岩）和巨晶矿物．通过对这些捕掳体中石榴石以及石榴石巨晶的电子探针、离子探针微区分析及有关模拟计算,发现这些石榴石在捕获前都受到过金伯利岩质的硅酸盐岩浆不同程度的交代改造．其中辽宁复县榴辉岩型石榴石受地慢交代作用的影响很小,反映原亏损地幔石榴石的组成．相反,山东蒙阴橄榄岩中的石榴石和所有石榴石巨晶则受到了交代流体的彻底改造,并与流体相达到完全的平衡,因此反映的是富集地幔的特征,据此可推测中国华北克拉通下古老的岩石圈地幔在古生代金伯利岩岩浆喷出之前已受到过相当强烈的交代作用的改造。     

中国东部马鞍山—常熟—启东地带地壳与上地幔结构和速度分布的爆炸地震研究

本文根据马鞍山、常熟两地井中组合爆炸激发的地震波,在马鞍山—常熟—启东长约300余公里的测线上,利用相遇和单支观测系统得到的记录,进行了数据处理、走时拟合和反演计算,并通过射线跟踪和理论地震图等,探讨了地壳介质的横向不均匀性,建立了该区成层地壳结构与速度分布的初步模型。 研究结果表明,该区不同界面的首波和反射波具有不同的特征。根据走时的间断、跳跃,视速度变化,频谱形态与主频率分布,Q值变化与振幅特征表明,在江苏省溧阳地震活动地区,地壳内部存在着深断裂和介质疏松破碎地带。 在该测线所辖地区,地壳由成层介质组成,其平均厚度为32—28km,在该地壳中存在着低速层,向东陆缘地带地壳缓慢变薄。 本文最后讨论了剖面所经溧阳地震地区的深部结构特征。