洋壳俯冲过程中的地幔楔上升对流：来自芝麻坊石榴子石二辉橄榄岩早期变质的证据

苏鲁超高压变质地体中发现了大量包裹在超高压（UHP）变质片麻岩和混合岩中的造山带石榴橄榄岩。根据它们的野外产出特征和全岩地球化学成分,其中一部分石榴橄榄岩的原岩来自于亏损地幔,后来被卷入俯冲陆壳并经受过俯冲陆壳产生的熔/流体的交代。但是,对这些岩石早期的亏损过程尚缺乏清晰的认识。本文报道了东海芝麻坊石榴子石二辉橄榄岩早期变质演化的新证据。根据详细的变质反应结构观察和矿物成分研究,芝麻坊石榴子石二辉橄榄岩在经历高压低温俯冲带型超高压变质之前经历了至少两期变质演化。其原岩矿物组合由石榴子石变斑晶的高Ca-Cr核部及其中包裹的高Mg单斜辉石、高Al-Cr斜方辉石和高Mg-Ni橄榄石所记录;指示芝麻坊石榴子石二辉橄榄岩的原岩为高温-高压的富集石榴子石二辉橄榄岩。第二期矿物组合为包裹在低Cr变斑晶石榴子石幔部和细粒新生石榴子石核部的大量富Al铬铁矿和高Mg低Ni橄榄石以及少量高Mg斜方辉石。该期组合未发现单斜辉石,表明岩石随后被转变为高温低压的难熔尖晶石方辉橄榄岩或尖晶石纯橄岩。芝麻坊石榴子石二辉橄榄岩的早期变质演化记录了它们被卷入大陆板片俯冲带之前的地幔楔上升对流过程。笔者认为芝麻坊石榴子石二辉橄榄岩的原岩来源于早期俯冲大洋板片之上的深部高温富集地幔楔,洋壳俯冲过程中的地幔楔对流导致其上升到弧后或岛弧之下的地幔楔浅部,减压部分熔融使原本富集的石榴子石二辉橄榄岩转化为难熔的尖晶石方辉橄榄岩或尖晶石纯橄岩。     

新疆东昆仑阿其克库勒湖西南缘蛇绿岩--铬铁矿证据及其构造环境探讨

新疆东昆仑阿其克库勒湖西南缘蛇绿岩沿近东西走向的昆中断裂出露,以构造岩片的形式夹持于泥盆纪和志留纪地层中,由变质橄榄岩、堆晶岩和火山岩三部分组成.对变质橄榄岩中的铬铁矿成分分析证实了它们属蛇绿岩的成员,并且铬铁矿的Cr#=Cr/(Cr Al)为0.59～0.65,指示蛇绿岩经历了从洋中脊到俯冲带环境的演化,形成机制为岩石-熔体反应机制.     

苏北东海超镁铁岩研究

苏北东海超镁铁岩分为南、北两带。北带以变质橄榄岩为主，南带以洋壳堆积超镁铁岩为主，是“肢解的蛇绿岩”。推测蛇绿岩形成于中—新元古代扬子古大陆板块北缘苏北—胶南地体与胶北地体间的洋盆环境。变质橄榄岩为高温超高压下原始地幔岩经中等程度熔融后的残余地幔橄榄岩。堆积超镁铁岩是原始地幔岩部分熔融或岩浆结晶分离的产物，富含石榴石，与榴辉岩块伴生，是在中—新元古代由洋壳向南俯冲消减过程中形成的相对低温超高压变质岩。它们遭受强烈破碎，被挤压到东海岩群下部不同构造层位中，成为东海俯冲带混杂岩中的深源岩块。     

新疆铬铁矿成矿条件与勘查部署建议

新疆为我国铬铁矿成矿条件优越,资源分布较丰富的省区之一,铬铁矿较集中分布于西准噶尔地区,东准噶尔、东天山和西昆仑也有零星出露.主要受控于特提斯和古亚洲两大构造域俯冲增生杂岩带或蛇绿混杂岩带.唐巴勒-卡拉麦里复合俯冲型增生杂岩带、碱泉蛇绿混杂岩带、库地-其曼于特蛇绿混杂岩带为主要代表,变质橄榄岩中上部斜辉橄榄岩+纯橄岩组合是新疆镁铁-超镁铁型铬铁矿主要赋存岩相带.我国是铬铁矿进口大国,对外依存度极高,在新疆开展新一轮铬铁矿找矿勘查已迫在眉睫.     

大陆碰撞造山带的两类橄榄岩——以柴北缘超高压变质带为例

论述了大陆俯冲碰撞带中地幔橄榄岩的基本特征和成岩类型,并重点讨论柴北缘超高压变质带中不同性质的橄榄岩及其成因。根据岩石学特征,我们确定柴北缘超高压带中发育有两种类型的橄榄岩:(1)石榴橄榄岩,岩石类型包括石榴二辉橄榄岩、石榴方辉橄榄岩、纯橄岩和石榴辉石岩,是大陆型俯冲带的标志性岩石。金刚石包裹体、石榴石和橄榄石的出溶结构、温压计算等均反映其来源深度大于200km。地球化学特征表明该橄榄岩的原岩是岛弧环境下高镁岩浆在地幔环境下堆晶的产物。(2)大洋蛇绿岩型地幔橄榄岩,与变质的堆晶杂岩(包括石榴辉石岩、蓝晶石榴辉岩)和具有大洋玄武岩特征的榴辉岩构成典型的蛇绿岩剖面,代表大洋岩石圈残片。这两类橄榄岩的确定对了解柴北缘超高压变质带的性质和构造演化过程有重要意义。     

造山带纯橄岩:岩石学、地球化学及研究意义

<正>造山带橄榄岩以石榴二辉橄榄岩为主,还含有少量方辉橄榄岩、纯橄岩、易剥橄榄岩和辉石岩。石榴二辉橄榄岩记录丰富的变质演化和交代信息,是研究壳幔相互作用理想的样品。然而,为了准确地理解壳幔相互作用过程中熔/流体活动和元素迁移行为,除了要充分了解俯冲板片脱水/熔融过程,还要正确限定造山带橄榄岩的起源和初始的成分特征。石榴二辉橄榄岩由于遭受来自俯冲板片熔/流体的强烈改造和后期变质重结晶作用的影响,进入俯冲带之前的成分特征已经被不同程度改变;而纯橄岩是受到来自俯冲板片     

东秦岭松树沟超基性岩体“热”侵位时代新知

松树沟超镁铁质岩体位于秦岭商-丹断裂以北,是该地区出露最大的超基性岩体,并以侵入方式与秦岭杂岩接触.该岩体主要由细粒纯橄榄岩、中粗粒纯橄榄岩和斜辉橄榄岩组成.利用LA-ICPMS锆石U-Pb法对采自该岩体北侧接触变质带的榴闪岩进行锆石定年,获得206pb/238U变质年龄为518±19 Ma.以上工作初步证实该岩体大致在0.52 Ga左右的构造热事件中侵位于秦岭杂岩中.     

柴北缘超高压变质带：从大洋到大陆的深俯冲过程

    柴北缘超高压变质带同我国大别- 苏鲁造山带类似,同属典型的大陆型俯冲碰撞带。柯石英在榴辉岩和片麻岩中均 有发现,且石榴橄榄岩锆石中含有金刚石。本文从岩石学、温压计算、地球化学和年代学四个方面,对此带中的鱼卡、绿 梁山、锡铁山和都兰4 个榴辉岩和石榴橄榄岩出露地区近些年的研究进展进行了系统详细的综述。与典型的大陆型俯冲碰 撞带不同,柴北缘超高压变质带保存了早期陆壳俯冲前发生的洋壳深俯冲的证据。因此,结合现有数据,本文对柴北缘超 高压变质带从大洋俯冲到大陆俯冲碰撞的构造演化模式进行了探讨。     

西南天山东德沟橄榄岩的岩相学、矿物学演化特征及其地质意义

中国西南天山东德橄榄岩出露于天山伊犁-中天山板块和塔里木板块碰撞造山带北缘,普遍经历了复杂多期的含水流体(熔体)交代作用.主要矿物为橄榄石、斜方辉石、尖晶石、角闪石、金云母和单斜辉石,研究发现,橄榄石和斜方辉石与地幔楔橄榄岩中橄榄石和斜方辉石成份相近,原生铬尖晶石具有SSZ环境橄榄岩的特征,次生绿色尖晶石形成于麻粒岩相-角闪相环境.岩相学、矿物转变结构分析和矿物组合及矿物成分变化表明,东德沟橄榄岩记录了复杂的演化历史,先后经历了地幔交代、麻粒岩相-角闪相退变质作用和蛇纹石化等阶段的演化.研究认为东德沟橄榄岩最初可能形成于915～961℃的地幔环境,而发生地幔交代时的温压条件约为770 ～ 900℃,10～18kbar.该橄榄岩全岩较低的TiO2含量和尖晶石中较低TiO2含量,以及矿物组合显示出因俯冲板块脱水而造成的快速冷却特征,表明东德沟橄榄岩极有可能是SSZ环境俯冲板片上地幔楔橄榄岩残片.     

大别—苏鲁超高压变质带内的块状榴辉岩及其构造意义

大别—苏鲁超高压(> 27× 108Pa) 变质带内的榴辉岩, 在大陆深俯冲、碰撞和折返剥露过程中, 大都遭受了强烈的变形和变质作用的重置与再造.但是, 大型榴辉岩体核部以及包裹于大理岩和石榴橄榄岩体内部的块状榴辉岩, 往往保留其初始简单的矿物组合、中-细粒状变晶结构和块状构造.详细地分析了块状榴辉岩的几何学、岩相学及变质作用特征, 指出它们是超高压榴辉岩递进及多期变质变形分解作用的残留体, 位于尺度不同的弱应变域内, 是大陆深俯冲及碰撞作用的真正记录.      

中天山北缘干沟蛇绿混杂岩带的地质地球化学

中天山北缘干沟蛇绿混杂岩带主要由属于弧前火山-沉积岩系的混杂基质及其襄胁的构造岩块组成,后者主要包括蛇绿岩残块、岛弧火山岩残块,以及大理岩、花岗岩等外来构造岩块。并因蛇绿岩及岛弧火山岩的出露而成为古板块缝合带的标志。干沟蛇绿岩岩石组合出露较为齐全,包括变质橄榄岩(蛇纹岩)、辉长岩、辉绿岩、玄武岩等构造岩块,但几乎均呈零散的构造岩块,散布于混杂基质中。变质橄榄岩以相对低SiO_2、TiO_2、Al_2O_3和CaO、高MgO为特征,类似于大洋中脊二辉橄榄岩主元素化学组成；∑REE低,LREE亏损,富集Cr、Ni,与世界典型蛇绿岩的超镁铁单元岩石地球化学特征类似。玄武岩的地球化学研究表明其以中等TiO_2、高MgO,不具有Nb、Ta亏损和Th富集为特征；与MORB相比较,高场强元素(HSFE)丰度低且平坦不分异；与原始地幔相比较,具有类似于N-MORB的亏损地幔特征,主、微量元素的地球化学特征显示岩石应形成于洋中脊构造环境。岛弧型火山岩出露于混杂岩带南部,主要为橄榄粗安岩；主元素以高MgO、Al_2O_3、K_2O、Na_2O、K_2O/Na_2O≈1、低TiO_2和CaO含量,富含挥发份为特征。同时,富集大离子亲石元素Rb、Ba、zr、Th、U和LREE等,并以Nb、Ta亏损和Th富集显示其成因与消减作用有关,形成于板块俯冲过程中的活动大陆边缘火山弧环境。干沟区段的混杂岩因存在蛇绿岩和与俯冲作用有关的火山岩而厘定为蛇绿混杂岩带,并指示沿中天山北缘曾存在古洋盆及其俯冲消减作用。     

龙游角闪橄榄岩的富流体相岩浆成因——矿物化学和微量元素地球化学 …

龙游角闪橄榄岩出露于古老变质岩中,与围岩间的接触关系尚不清楚,但根据岩相学上矿物的平均共生关系,岩石的矿物化学组成和角闪橄榄岩及与之相关的花岗岩,金云母岩的微量元素地球化学特征,该橄榄岩很可能是富含流体组分的岩浆侵入而形成的,其形成的构造背景为具俯冲带性质的活动大陆边缘,富流体相的岩浆是由于其地幔源区受到了来自俯冲带的流体所交代的结果。     

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。     

新疆西准噶尔地区蛇绿岩与豆荚型铬铁矿床的成因研究

本文将西准噶尔地区蛇绿岩分为两类:一类是变质橄榄岩+辉石岩+辉长岩组合(简称PPG系列),它们遵循富Ca的演化趋势,发育冶金型铬铁矿床;另一类是变质橄榄岩+橄长岩+辉长岩组合(简称PTG系列),它们遵循富Al的演化趋势,发育耐火型铬铁矿床。两类蛇绿岩中变质橄榄岩的成因机制是上地幔岩的部分熔融,而铬铁矿及纯橄岩的出现则是高度熔融的残余;堆积杂岩中出现辉石岩+辉长岩和橄长岩+辉长岩的不同组合则与岩浆房的出露深度和氧化状态有关。     

造山带橄榄岩岩石学与构造过程:以松树沟橄榄岩为例

造山带橄榄岩不仅是地幔地球化学,而且是造山带形成与演化过程研究的主要对象.造山带橄榄岩主要有3种类型:（1）阿尔卑斯型橄榄岩,即岩石圈地幔构造-热侵位就位于造山带浅部地壳的橄榄岩;（2）前期层状基性-超基性堆晶岩经俯冲变质形成的橄榄岩;（3）蛇绿岩型橄榄岩.松树沟糜棱岩化橄榄岩及其相关高级变质岩详细的岩石学和地球化学研究发现这些橄榄岩记录了洋岩石圈形成到角闪岩相变质的全过程.即1 000~800 Ma洋岩石圈形成阶段,主要形成纯橄岩; < 800~500 Ma洋-陆转换即陆岩石圈演化阶段,岩石圈被交代形成大量方辉橄榄岩;500~480 Ma快速深俯冲和榴辉岩相变质阶段;460~335 Ma角闪岩相退变质阶段,此阶段在松树沟橄榄岩中形成大量富镁的直闪石类矿物,包括透闪石、阳起石和镁闪石.由此可见,蛇绿岩型造山带橄榄岩能够记录造山带形成与演化的全过程,通常会经历4个形成和演化阶段:（1）洋岩石圈（蛇绿岩）形成阶段,形成纯榄岩;（2）洋-陆转换阶段,陆岩石圈演化阶段,岩石圈受交代形成方辉橄榄岩;（3）岩石圈深俯冲,榴辉岩相变质;（4）俯冲板片抬升至角闪岩相时退变质,此时在橄榄岩中形成富镁的直闪石类矿物.不同造山带中蛇绿岩型橄榄岩的区别可能只是俯冲深度和退变质程度不同而已.最后,蛇绿岩一定要强调是什么时代的蛇绿岩.同时,造山带进变质作用产物经常会被后期抬升过程中退变质作用彻底改造,这应该引起重视.      

苏鲁芝麻坊超镁铁岩的岩石成因:大陆科学钻探卫星孔(CCSD-PP1)岩心研究

苏鲁超高压变质带(UHP)中的芝麻坊超基性岩体是一个不寻常的地幔岩块,由高度亏损的橄榄岩组成,因地幔交代作用而富集REE和LILE.岩体由交替出现的石榴石橄榄岩和不含石榴石橄榄岩层组成.2种类型的岩石具有许多共同的成分特征,并在相同的温压p-T条件下形成.岩石记录了数期地质事件,但没有进变质作用的证据.平衡矿物对计算出的p-T条件为6~7GPa.发生在中元古代的部分熔融的差异造成了互层状的2种岩石类型.橄榄岩中锆石220Ma的U—Pb同位素年龄记录了扬子板块和北中国板块碰撞,但此年龄也许并不代表岩石UHP变质峰期的年龄,而可能记录了俯冲带中地幔楔的碎块从深部折返时的年龄.我们认为石榴石可能不是由于俯冲变质作用形成,有可能是岩石从地幔深部上升过程中从斜方辉石中出溶而成。      

北祁连清水沟红帘石变硅质岩矿物学、原岩特征及地质意义

北祁连早古生代大洋俯冲带以发育早古生代的蛇绿（混杂）岩带及高压低温变质带为特征。在清水沟高压低温混杂岩片中出露蛇纹岩以及榴辉岩、蓝片岩、红帘石硅质岩和多硅白云母石英片岩等典型高压低温变质岩石。本文对北祁连清水沟含红帘石的变硅质岩进行了详细的岩相学、矿物化学及地球化学分析,发现该岩石主要由石英、多硅白云母、红帘石、石榴子石、蓝闪石、单斜辉石以及砷硅锰矿、赤铁矿等矿物组成,结合矿物化学及围岩变质条件,推测该岩石可能也经历了高压低温榴辉岩相变质作用。全岩地球化学分析结果表明,北祁连清水沟含红帘石变硅质岩的原岩为远洋环境沉积的含泥硅质岩,由于热液活动的参与,使得Fe、Mn富集沉积,进而与大陆活动边缘或大陆岛弧物质被卷入到俯冲带中,共同经历了高压低温变质作用。变硅质岩中红帘石、砷硅锰矿以及石榴子石中大量的赤铁矿包裹体表明该岩石形成于高氧逸度条件,而石榴子石中的Fe3+从核部到边部的降低趋势,也表明俯冲变质过程中氧逸度的变化,这一过程释放的氧所形成的流体对于探究岩石圈地幔氧逸度变化、岛弧岩浆生成以及俯冲带氧循环等方面具有重要的意义。     

福建东山亲营山岩组变质岩石榴石-黑云母地质温度计的应用

福建东山苏峰山地区亲营山岩组含石榴石、黑云母和白云母。亲营山岩组原岩为泥质岩,经历了岩片俯冲、深埋挤压和逆冲3个构造-变质作用阶段,分别形成俯冲岩片(Ⅰ)、深埋挤压岩片(Ⅱ)和逆冲岩片(Ⅲ)。俯冲阶段为中温低压变质作用,深埋挤压阶段为高温中压进变质作用,逆冲阶段为高温低压退变质作用。石榴石、黑云母和白云母为主要变质矿物,均为无环带     

苏鲁-大别山超高压变质带迟家店和碧溪岭石榴二辉橄榄岩橄榄石组构

大别山碧溪岭和山东荣成分别发育壳源和幔源的石榴二辉橄榄岩。它们在扬子板块向华北板块的俯冲过程中与俯冲板片一起经历了超高压变质作用。这两种原岩来源不同的石榴橄榄岩中的橄榄石具有相似的结晶学优选方位(LPO):[100]轴主板密垂直于面理面,[010]轴主极密平行于线理,这种橄榄石结晶学优选方位明显不同于高温地幔橄榄岩包体中的橄榄石组构,也不同于最近在超高压变质地体中发现的水导致的橄榄石组构。我们认为碧溪岭和荣成石榴二辉橄榄岩中的这种橄榄石组构可能是在相对较干的超高压变质条件下形成的。本研究为大陆深俯冲超高压变质石榴橄榄岩橄榄石组构特征提供了第一手资料。     

高压-超高压变质带中超基性岩的成因类型及其流体活动

超基性岩的地质过程提供了地幔岩在造山带形成过程中所作的贡献,并记录了地质构造以及壳-幔之间相互作用的信息。根据现有的研究,可将俯冲带橄榄岩大致分为陆下地幔橄榄岩、基性-超基性堆晶杂岩和大洋地幔橄榄岩。文中简要评述了不同类型造山带橄榄岩的岩石学和地球化学特征。不同类型的橄榄岩所经历的地质历史不同,而留有不同的岩石学和地球化学特征。大多数造山带橄榄岩经历了高压-超高压变质作用,并受到蛇纹岩化等多期次流体和融体的交代作用,因而俯冲造山带的辉石岩和橄榄岩无论在岩石学的组成、结构和地球化学等特征方面通常表现得复杂多变。