山东昌乐玄武岩内刚玉巨晶中流体和熔融包裹体测温及激光拉曼密度分析

通过详细的测温并辅以新发展的激光拉曼分析流体包裹体密度技术,对山东昌乐玄武岩内刚玉巨晶中的流体和熔融包裹体进行了测试,鉴定出:刚玉中多类流体包裹体为富CO2包裹体,也含少量其他挥发分,密度低于0.55g/cm3(多数<0.3 g/cm3)或位于0.65～0.75 g/cm3范围,前者指示包裹体遭受泄漏;另外一类流体包裹体为富CO2盐水包裹体,也含少量其他挥发分,密度0.64～0.78 g/cm3.各类熔融包裹体中,一类在1 100～1 300℃均一,另3类在1 040～1 280℃均一,但熔融包裹体中也有许多无法均一,是由于其内固体物质粘滞性高同时升温时间有限或富CO2相、富熔体相不均一捕获所致.以熔融包裹体最低均一温度(1 000～1 100℃)代表刚玉内包裹体的捕获温度,用"等容线法"限定包裹体捕获压力为350～640 MPa,经静岩压力换算深度为12～23 km,即中-下地壳深度.大量富CO2包裹体在测温过程中无法观察到相变行为,是鉴定昌乐刚玉的重要标志,而富CO2及含CO2盐水包裹体与熔融包裹体密切伴生及熔融包裹体不均一捕获的特点,反映捕获温压条件下深部流体和熔体存在不混溶现象,也表明昌乐刚玉形成于中一下地壳CO2过饱和的高温熔体环境.     

山东昌乐刚玉巨晶中的流体和熔融包裹体及其流体组分特征

山东昌乐第三纪玄武岩中产有刚玉巨晶,内含丰富的原生和假次生流体包裹体和熔融包裹体。流体包裹体可分为CO2单相包裹体、H2O-CO2两相和三相包裹体。熔融包裹体类型复杂,其中富流体相包裹体可分为含CO2收缩气泡两相熔融包裹体和气-液-固多相熔融包裹体。诸类包裹体主要赋含在刚玉晶核外的“主体”部分,以CO2单相流体包裹体和两相熔融包裹体最为发育,并且不同类型包裹体常密切伴生,表明它们形成时流体发生了不混溶作用:出现熔浆相(富含挥发分)、气相(CO2为主)和富水相(H2O-CO2为主)等多相体系。激光拉曼分析结果显示,各类包裹体中的气体组分主要是CO2,另有不等量的N2和H2S,据此划分为纯CO2、CO2-N2、CO2-H2S和CO2-N2-H2S等气体组合类型,没有发现O2、CH4和H2等组分。此外,拉曼分析也证实了流体包裹体和熔融包裹体中存在H2O。上述资料表明,昌乐地区深部流体以CO2为主,同时包含H2O、N2和H2S在内的多种组分,这些流体组分也是刚玉母浆系统的重要成分。     

海南蓬莱刚玉巨晶中铌（钽）铁矿包裹体及其意义

铌（钽）铁矿是基性岩与超基性岩中极为罕见的矿物，运用电子探针分析了海南蓬莱与碱性玄武岩有密切成生联系的刚玉巨晶中的铌（钽）铁矿包裹体的成分，确定其晶体化学式为（Fe0.726Mn0.168)0.894(Nb1.808Ta0.067Ti0.208)2.083O6。讨论了铌（钽）铁矿的形成与刚玉巨晶的关系，认为刚玉巨晶的形成可能和岩浆混合或上地幔流体交代作用有关。     

山东昌乐新近纪玄武岩中刚玉巨晶反应边的成因

通过对山东昌乐方山新近纪碱性玄武岩中原生刚玉巨晶的观察研究,发现在刚玉巨晶与玄武岩间存在反应边,可见新近纪碱性玄武岩中的刚玉巨晶为捕虏晶.电子探针下观察,反应边有两类：第1类由尖晶石带和钛磁铁矿＋熔体带构成,第2类由尖晶石带和长石＋钛磁铁矿带构成.在第1类反应边中,尖晶石带很窄（＜40μm）,钛磁铁矿＋熔体带较宽（100～120 μm）;而且尖晶石的成分变化很大,从靠近刚玉一侧（内侧）向外,Al2O3逐渐降低,从85.08%～58.94%,MgO和FeO逐渐升高,分别从5.14%～14.82%和8.08%～28.24%.在第2类反应边中,尖晶石带较宽且稳定（100μm左右）;长石＋钛磁铁矿带不稳定,特别是钛磁铁矿不但窄（＜40μm）,而且分布断断续续;尖晶石的成分变化较小,Al2O3 59.25%～62.82%、MgO12.34%～13.50%、FeO 23.25%～27.37%.本文对两类反应边的形成模式进行了探讨,认为刚玉巨晶与玄武岩浆反应持续时间的长短是导致形成两类反应边的主要因素,第1类反应边是反应没有达到平衡的产物,第2类反应边为反应平衡或者是接近平衡的产物.     

昌乐地区新生代碱性玄武岩中刚玉、尖晶石巨晶岩相学、矿物化学特征

山东昌乐蕴含中国最大的宝石级刚玉—蓝宝石矿床。昌乐刚玉巨晶与玄武岩界限截然,边缘圆化,沿巨晶溶蚀圆化的边缘发育富铝的尖晶石和钛磁铁矿反应环边,显示其为深源捕虏晶的岩相学特征。对刚玉等巨晶及其反应边矿物进行岩相学、电子探针和LA-ICP-MS(Laser Ablation-Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry)分析能有效揭示其成因及演化历程。昌乐刚玉2组样品(CL-1和CL-2)矿物化学和关键元素特征及Ga/Mg、Cr/Ga、Fe/Ti、Fe/Mg等关键元素比值显示为岩浆型来源,而CL-2组样品明显叠加了后期熔体交代作用的特征。反应边尖晶石具刚玉巨晶向尖晶石巨晶过渡的成分特征,关键元素特征指示两者具强烈亲缘性,尖晶石巨晶是刚玉经历复杂交代作用的产物。昌乐刚玉呈现碱性熔体中结晶的化学成分特征,极有可能源于交代富集的地幔岩低度熔融形成的富铝的碱性熔体。     

山东刚玉巨晶中包裹体研究Ⅱ：氯化物与地幔液相的物质组成

利用电子探针,扫描电镜在山东碱性玄武岩中产出的刚玉巨晶中发现了许多氯化物包裹体,这些氯化物可能以石盐为主,它的发现表明在较浅深度的地幔液相中也存在较多的氯。     

大箐亚式铜矿碳酸盐浆屑和熔融包裹体的发现及其意义

在云南省罗茨－武定地区西矿带中元古界昆阳群大箐亚式含铜白云岩中有碳酸盐浆屑和熔融包裹体存在。     

山东刚玉巨晶的成因——来自矿物包裹体的证据

利用电子探针、扫描电镜分析技术在产自山东碱性玄武岩的刚玉巨晶中发现了尖晶石族氧化物包体,并有许多刚玉、钛铁矿、高硅氧化物、辉石、长石、方解石等包体.这些包体矿物的化学成分明显与该地区相应的巨晶矿物不同,具有深源性的特征.刚玉巨晶具有世代现象,其生长具有明显的阶段性,是在一种高度演化的富含SiO_2岩浆中生成,生长过程极其复杂.     

山东昌乐-临朐火山岩流体包裹体成分研究及其意义

山东昌乐-临朐地区火山岩内的橄榄石和辉石中舍有大量的流体包裹体,流体来源于地幔。采用激光拉曼光谱技术对部分火山岩流体包裹体样品进行分析,获得了包裹体中挥发分的成分和相对含量。结果表明,该区岩浆中舍有大量的CO2和水,CO2是气相包裹体中的主要成分。同时在包裹体内存在H2、CO、H2S、CH4等还原性气体,说明流体来源于还原环境。此外,少量低碳烷烃的出现为天然气无机成因提供了证据。     

玄武岩中刚玉巨晶的包体研究：Ⅰ.更长石包体的发现及意义

本文对山东昌乐碱性玄武岩中刚玉巨晶的更长石包体及同一地区产出的歪长石巨晶进行了电子探针、红外吸收光谱测定,讨论了更长石包体与刚玉巨晶、歪长石巨晶间的成因关系,认为刚玉巨品、歪长石巨晶以及玄武岩中的其他巨晶构成了一个结晶序列,歪长石相对较晚结晶。     

中国山东昌乐地区碱性玄武岩刚玉中记录的岩浆不混溶作用

Abundant melt-and fluid inclusions occur in corundum megacrysts of alkaline basalt from the Changle area, Shandong province, eastern China. One type of melt inclusions, i.e. muhiphase melt inclusions （glass ＋ bubbles ＋ daughter minerals） were identified , which occur along growth zones of host corundum megacrysts. Microthermometry and laser Raman microprobe analysis were performed on the melt inclusions. The bubbles within the melt inclusions are confirmed to be CO2-rich phase and the daughter minerals are probably silicates, such as augite and okenite. The results of high temperature homogenization experiment strongly suggest that two immiscible melts, i.e. a H2O-and CO2-rich melt and an anhydrous and CO2-poor melt were trapped by melt inclusions in corundum megacryst.     

山东昌乐新生代碧玄岩中歪长石巨晶特征及成因

山东昌乐新生代玄武岩中发育大量长石、辉石和刚玉巨晶。前人的研究多集中在辉石和刚玉上,而长石巨晶的来源仍存在争议。本文对新生代玄武岩岩石学、地球化学,以及长石巨晶矿物特征、包裹体成分和原位主微量元素进行了系统分析,结果显示：长石巨晶主要存在于K₂O和Na₂O含量较高、SiO₂含量较低的碧玄岩中。背散射图像下长石巨晶无环带,存在长石、辉石微晶及玻璃质组成的反应边。巨晶原位主量元素分析表明：长石为歪长石,An值为4.76%～5.62%,Ab值为49.81%～71.89%,巨晶核部Mg、Fe、Na、Al、K等元素及An、Ab的含量处于小范围内的无序波动状态,无明显的变化规律,可能为地幔环境下结晶的高温无序矿物;长石巨晶富集轻稀土元素（LREE）,亏损重稀土元素（HREE）,具有明显的Eu正异常（δEu=12.37～26.22）,Sm、Nd、Gd相对亏损,核部稀土元素总量较低,ΣREE=1.98×10^-6～2.46×10^-6,LREE/HREE=21.71～76.51,（La/Yb）_N为18.14～36.70,长石巨晶与碧玄岩的稀土元素总量比值在0.006～0.015之间,暗示两者无演化联系。综合歪长石巨晶以及寄主岩浆的成因特征,本文认为歪长石巨晶结晶于含有洋壳俯冲流体组分的地幔环境,后期被来源于软流圈地幔的玄武质岩浆捕获,带出地表。     

西华山黑钨矿-石英脉绿柱石中熔融包裹体的成分

借助高温高压技术与电子探针分析,首次获得黑钨矿-石英脉绿柱石中晶质熔融包裹体的主要成分。熔融包裹体的成分主要是SiO2和Al2O3(分别平均为70.72%和13.94%)及少量K2O(2.0%),其他氧化物含量甚低,并且含有大量的挥发分(主要是H2O,达11.56%)。激光拉曼光谱分析表明,熔融包裹体液相中CO2、H2S等含量不高(分别为7.8%和4.3%),气相部分主要是一些还原性气体。熔融包裹体代表HF-H2O-花岗岩体系结晶分异最后阶段残余熔融体的成分,证实脉钨矿床的成矿流体不是单一的热水溶液,而是硅酸盐熔体与超临界流体共存的岩浆-热液过渡性流体,其成矿作用始于岩浆-热液过渡阶段。     

四合屯玄武岩斑晶中单个熔体包裹体元素组成及其对岩浆演化的指示

玄武岩斑晶中熔体包裹体成分特征可以推断玄武岩源区物质组成,反映岩浆形成演化过程。利用LA—ICPMS对四合屯义县组玄武岩橄榄石、单斜辉石斑晶中单个熔体包裹体的元素组成进行了分析测试。研究结果表明,橄榄石、单斜辉石斑晶中的熔体包裹体在主、微量元素含量上表现出了比全岩更大的变化范围,但微量元素分配特征总体和全岩一致。单斜辉石斑晶中包裹体的CaO含量、CaO／Al2O3比值和Cr2O3含量随着单斜辉石Mg#值的降低而降低,反映了单斜辉石结晶分离的影响,Al2O3与Sr之间的显著相关关系则记录了斜长石结晶分离作用的影响,MgO—Ni和MgO—CaO／Al2O3的变化则反映了橄榄石的分离结晶作用。包裹体元素组成变化总体受橄榄石、单斜辉石和斜长石的结晶分离作用控制。结合前人研究成果,认为四合屯玄武岩在微量元素和同位素组成上的壳源组分特征可能部分地继承自原岩（即橄榄岩＋榴辉岩部分熔融体反应形成的（橄榄）辉石岩）,而不是岩浆上升过程中受地壳岩石混染的结果。高Mg#值单斜辉石斑晶中少量高Mg馆、高Si含量,低CaO、TiO2、Al2O3和微量元素含量的熔体包裹体反映玄武岩浆上升过程中受到了S1质岩石的混染,这与义县组玄武岩下伏地层为长城系大红裕组石英岩、石英砂岩的地质特征一致。因此,高Fo橄榄石斑晶中的熔体包裹体比采用向全岩中简单添加橄榄石方式计算出的原始熔体可能更能真实反映原始熔体组成。     

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。     

大冶-城门山夕卡岩矿床石榴子石和辉石中熔融包裹体成分研究

在长江中下游地区，Fe、Cu(Au)和Au(Cu)夕卡岩矿床广泛分布，用电子探针测量了大冶-城门山一带7个矿床夕卡岩矿物中熔融包裹体里的固相(晶质和非晶质)成分。根据这些分析结果及已发表的熔融包裹体均一温度测量数据，对该地区熔融包裹体的成分特点及其意义以及岩浆夕卡岩形成的物理化学条件进行了研究和探讨。夕卡岩矿物中熔融包裹体主要含两种成分：成分接近辉石的钙、铁、镁硅酸盐相和成分接近石榴子石的钙、铁、铝硅酸盐以及含SiO2等氧化物的碳酸盐相。夕卡岩矿物中硅酸盐熔融包裹体在均一温度和成分方面与含子矿物的流体包裹体和“盐熔”包裹体显著不同。岩浆成因夕卡岩形成温度主要介于900～1150℃之间，其主要成分与其他成因夕卡岩没有明显区别。     

吐哈盆地早二叠世玄武岩原始岩浆性质:来自熔融包裹体成分的制约

东天山地区的二叠纪玄武岩沿着区域的北东东向断裂呈脉状分布,吐哈盆地玄武岩的⁴⁰Ar-³⁹Ar坪年龄为298.2±3.8Ma,为早二叠世,与前人的玄武岩年龄结果在误差范围内一致。可能与东天山地区二叠纪岩浆铜镍矿床镁铁-超镁铁岩有密切的成因联系。吐哈玄武岩的主微量成分显示其为岛弧拉斑、大陆弧玄武岩,轻稀土富集和Nb、Ta负异常,指示源区可能经历过俯冲作用的改造。吐哈盆地二叠纪玄武岩含有新鲜的橄榄石和长石斑晶,橄榄石斑晶中熔融包裹体较发育。熔融包裹体为玻璃质、气相和玻璃质、气相、固相两种类型。包裹体中不透明矿物主要为磁铁矿,说明捕获包裹体时岩浆的氧逸度和Fe含量较高。熔融包裹体分为高MgO和低MgO含量两种。高MgO含量的包体同时具有低SiO₂、低微量和稀土元素含量的特征,可能为地幔高部分熔融的产物,且经历过深部演化程度较弱。该高MgO熔体的微量元素显示Nb、Ta亏损的特征,具有N-MORB特征的微量和稀土元素分配模式,预示该熔体为受到俯冲交代的地幔熔融形成。熔融包裹体相对玄武岩具有低的Th和Ta含量、相对弱的Nb和Ta的负异常的特征,指示熔融包裹体的成分经受改造程度低于玄武岩,暗示可能为经历过较少后期作用改造的相对原始的熔体。熔体中Cu含量（12.4×10^-6~299×10^-6）在正常玄武质岩浆含量范围内,而Ni含量（236×10^-6~697×10^-6）高于高镁溢流科马提岩和洋中脊玄武岩。该Cu、Ni含量略显解耦的熔体可能代表了经历过深部少量的硫化物熔离,带走小部分Cu和Ni等成矿元素之后所捕获的岩浆。如果将该熔体视为东天山地区二叠纪岩浆铜镍硫化物矿床的母岩浆,该母岩浆中Ni含量相对较高可能是岩浆铜镍硫化物矿床中矿石的Ni/Cu比值大多大于1.0的主要因素。