高温实验研究火成岩成因的意义

通过对球粒陨石晚壳的分层及玻璃质的研究,探讨了类地行星的层圈构造划分及地球早期玄武岩与月岩形成的机理。论述了高温实验结果对火山岩、侵入岩、陨石及含水暗色矿物等有关成因研究的意义。根据酸性火山岩干熔与湿熔实验中矿物熔融顺序的不同,分析了花岗闻风而动 浆侵入酸度演经及浅色麻粒岩的 ,讨论了岩石熔点与酸度、结构的关系。根据玄武岩加花岗岩的熔融实验结果,排队了玄武岩浆同化花岗岩形成 白榴玄武岩的可能,并提出了高铝玄武岩浆与碱性苦橄岩浆分离结晶形成拉斑玄武系列岩石及出现跨越趋势的可能。通过不同酸度、不同温度熔体粘度的计算．阐述了同一温度下熔浆酸度愈大粘度增大率愈大的特点及其与火山相、喷发及火山类型的关系。通过轻度钠化、变质、风化的玄武岩熔融结晶实验与新鲜玄武岩的对比,指出具原岩显微结构的岩石．其化学成分仍可作为火山岩分类命名、系列划分的依据。通过玄武岩熔融结晶实验,研究了熔浆过冷度、成桉密度、晶体生长速度与矿物结晶程度的关系,并指出了白榴苦橄岩熔体在降温过程中,晶出矿物的共生组合、演化顺序及其意义。根据含水暗色矿物的升温研究,阐明了它们氧化、脱水与热光性的变化过程及其暗化、分解、熔融的变化阶段,阐述了它们在地质温度计、划分岩浆岩相等方面的作用,并由玄武岩的熔融结晶实验结果,研究了富钙单斜辉石在压力效应、淬火效应中Ti 与Al2含量的不同,还指出可能有“等温效应 的存在。     

火山岩熔融,结晶,淬火实验及其岩石学意义

本文对我国福建，江西，河南等地某些典型玄武岩和部分安山岩以及意大利威苏维火山的白响岩质碱玄岩进行了实验研究，其中包括熔融，结晶，淬火实验。根据实验结果，分析了熔浆成分对首晶矿物的影响，阐明了晶体形态与结晶温度，生长速度及成核密度的关系，研究了斜长石，白榴石的晶出及其矿物学，岩石学意义，论述了橄榄石，辉石的成分特生上春晶出后熔浆成分的演化趋势，讨论了单斜辉石的淬火效应与压力效应。     

火山岩实验矿物的结晶形态及其生长动力学机制

本文对我国福建，江西，河南等地某些典型玄武岩和部分安山岩以及意大利维苏威火山的白榴响岩质玄岩进行了熔融，结晶，淬火实验研究，总结了斜长石，白榴石，橄榄石，斜方辉石，单斜辉石和磁铁矿等实验矿物的形态特征，探讨了微晶矿物，骸晶矿物和维晶矿物的生长学机制，阐述了矿物晶体形态与结晶温度，生长速度及熔浆ＳｉＯ２含量的关系。     

玄武岩深源岩石包体及金伯利岩中的尖晶石

我国东部新生代玄武岩中深源岩石包体内的尖晶石类矿物属铬尖晶石和铁尖晶石，金伯利岩及其地幔岩包体和金刚石中的尖晶石类矿物主要为铝铬铁矿。玄武岩中橄榄岩类包体内的尖晶石比其辉石岩类包体中的尖晶石含Ｃｒ高，含Ａｌ低，这与Ｃｒ为相容元素、Ａｌ为不相容元素、玄武岩中橄榄岩类包体是上地幔部分熔融出玄武岩浆后的残留物及其上地幔岩石的捕虏体、而辉石岩类是玄武岩浆结晶的产物有关。玄武岩中深源岩石包体中的尖晶石明显地比金伯利岩中的粗晶、地幔岩石包体及金刚石中的尖晶石含Ｃｒ低，含Ａｌ高，其主要原因是前者比后者形成的压力低     

西藏日喀则地区拉斑玄武岩的高压熔融实验研究

压力5—47 kbar,温度800—1345℃范围内,对西藏日喀则地区拉斑玄武岩进行熔融实验研究,确定了熔融曲线和高压矿物相关系。低压下(低于13 kbar)斜长石和橄榄石为稳定相。固相线以上,压力高于13 kbar,斜长石、橄榄石相继消失。压力超过25kbar,出现了石榴石。用电子探针法分析熔融样品中的玻璃成分,发现液相成分随着压力升高而变化,Na_2O和K_2O的含量增长。     

五大连池、尚志等地新生代碱性玄武岩的实验岩石学研究

本文通过对黑龙江省新生代富钾及富钠碱性玄武岩进行了熔融与淬火实验研究。确定了岩石固相线与液相线的温度,岩石结晶程度与温度的关系。研究了矿物结晶的温度区间与顺序、晶体形态及习性。讨论了压力对岩石熔点的影响、岩石酸度与粘度、结晶程度的关系以及熔体有序状态对矿物形态的影响。     

钠质与钾质中酸性岩浆的成因：玄武质岩的高压熔融实验研究

在温度８５０～１３００℃，压力１．５～３．５ＧＰａ和含约２％水的条件下进行了碱性玄武岩和拉斑玄武质岩的熔融实验，实验和研究结果表明：（１）含饱和水的拉斑玄武岩在低的部分熔融程度下可以熔出花岗岩，而含不饱和水时只能熔出英云闪长质岩；（２）含不饱和水的钾质和钠质碱性玄武岩在低的部分熔融程度下分别可以熔融出花岗岩和奥长花岗岩，因此，太古宙广泛发育的奥长花岗岩说明当时的玄武岩质地壳是贫钾的，太古宙地壳不存     

玄武岩中普通辉石,石榴石巨晶的研究：Ⅰ.REE演化

辽宁宽甸、河北汉诺坝和福建明溪碱性玄武岩中的普通辉石和石榴石巨晶MgO、FeO、CaO含量的变化呈现了矿物的结晶分异趋势。从高温到低温晶出辉石的REE分馏程度不断增高,石榴石REE分馏程度不断降低,即两种巨晶中的LREE不断增加,而HREE逐渐减少,矿物的稀土模式曲线出现交叉现象。 用宽甸和汉诺坝任一层玄武岩作为液相与巨晶所计算的REE分配系数D_(矿物)~(REE)-玄武岩值,均与实验值相近,因而它不能旁证载体玄武岩就是巨晶的母岩浆。辉石晶出后残余岩浆比例Ⅰ值计算表明,母岩浆体可能是一个相对体积不太大的、主元素和REE成分不断变化的相对独立的地质体。     

高温高压下含水矿物对岩石熔点影响的实验研究

在温度约800—1300℃和压力1.0—3.5GPa下,对加入约2％水的钾质玄武岩和榴辉岩样品的熔融实验研究结果表明,两种岩石的固相线都明显低于干体系同类成分岩石熔融实验研究获得的固相线温度;其中前者由于相对富钾其熔点总体上又低于后者,与已有的研究资料一致。不同的是榴辉岩是随着压力的增大熔点温度增高,钾质玄武岩仅在1.5—2.5GPa和大于3.0GPa压力时其熔点随着压力的增大而增高,在2.5—3.0GPa压力范围内则相反。笔者认为这是由于钾质玄武岩在压力2.5GPa以下,存在着角闪石,2.5GPa以上存在金云母所致,二者矿物特定的成分决定了角闪石具有高于(或接近于)而金云母具有低于湿体系固相线的脱水温度;而含水榴辉岩实验的连续固相线特征则是其角闪石的脱水温度低于或接近含水条件的熔点温度所致。从而造成高压条件下岩石熔点的降低。因此,岩石圈中岩石的成分及其所决定的含水矿物类型和稳定温压条件是控制岩石固相线形式的重要因素,并可以很好地解释深部岩石的部分熔融和地震波低速带的成因。     

变质玄武岩体系相平衡及矿物 熔体微量元素分配：限定TTG/埃达克岩形成条件和大陆壳生长模型

埃达克质岩石是高Na、Al和Sr、低Y和HREE以及Nb、Ta亏损的钠质花岗质岩石,奥长花岗岩-英云闪长岩-花岗闪长岩(TTG)是早期(太古宙)大陆壳主要组分,成分与埃达克质岩石相似,这些成分独特的岩石总体上认为是俯冲洋壳、下地壳和拆沉的下地壳中变质玄武岩部分熔融的产物。文中综述我们近年来在变质玄武岩体系相平衡和矿物-熔体微量元素分配实验研究成果:相平衡实验和熔体微量元素特征研究表明,变质玄武岩部分熔融过程中金红石是导致TTG/埃达克岩浆Nb、Ta亏损的必要残留矿物,从而否定了前人“TTG由无金红石的角闪岩熔融产生”的观点;证实金红石仅仅在压力1.5GPa以上才能稳定存在,从而限定TTG/埃达克岩熔体必定产生在大约50km以上,表明TTG/埃达克岩是在相对较深的含金红石榴辉岩相条件下熔融产生的。矿物(石榴子石、角闪石,单斜辉石和金红石)-熔体微量元素分配系数测定和部分熔融模拟结果进一步限定俯冲洋壳和下地壳起源的TTG/埃达克岩浆由含金红石角闪榴辉岩熔融产生,而拆沉下地壳起源的埃达克岩浆的产生要求软流圈地幔高温,由无水或含有少量含水矿物的榴辉岩熔融产生。     

河北汉诺坝碱性玄武岩的源区和成因

我国华北北部新近纪喷发的汉诺坝玄武岩,岩层出露比较完整,普遍含有超镁铁岩包体和各种高压巨晶。大麻坪代黄沟剖面出露较好,主要岩性为玄武岩,从上到下可分为上三、二、一层和底层。岩相学观察显示这些玄武岩含有1%~5%的捕虏晶且斑晶数量很少。橄榄岩包体为尖晶石二辉橄榄岩,轻稀土略微亏损,轻重稀土无分馏,显示这是只经过少量部分熔融后的原始地幔包体。通过对代黄沟碱性玄武岩中橄榄石、辉石和斜长石等斑晶或捕虏晶的矿物学分析,得出它们的成分变化是玄武岩混合了分解的地幔橄榄岩快速上升造成的。玄武岩的主量元素与二辉橄榄岩相平衡的原生熔体相比,Mg#(52.0~62.7)以及CaO(7.3%~8.5%)、Ni((82~192)×10-6)和Cr((65~192)×10-6)含量都较低。玄武岩的稀土分配模式为轻稀土富集的右倾型,δEu=1.01~1.05,δCe=0.95~1.02,富集高场强元素Nb、Ta、Zr及大离子亲石元素Ba、Sr。玄武岩痕量元素Ba/Rb和Rb/Sr的比值显示源区可能遭受过流体的交代作用。同时,痕量元素显示这一系列玄武岩主要受到部分熔融的控制,大量的结晶分异并未发生,且源区残留石榴子石。分析认为玄武岩岩浆应该是原生岩浆,而不是演化岩浆,影响整个岩浆的形成的过程可能是部分熔融而不是分离结晶。基于目前已发表的实验岩石学结果和理论分析认为汉诺坝玄武岩与辉石岩类相平衡,源区主要矿物相为单斜辉石和石榴子石,可能存在少量的橄榄石。     

北秦岭早古生代海相火山岩的实验-成分与构造开合

应用精选测试样品、多种测试结合、惰性元素核实、熔融结晶实验、分解构造环境、开合定量估算等方法，对北秦岭早古生代海相火山岩进行了火山地质学、实验岩石学、岩石地球化学及构造动力学等的综合研究，提出：（１）本区是一个中部断隆、南北断陷的裂谷造山系，火山岩以寒武－奥陶纪为主，属裂隙－多中心式的互夷－布里尼型喷发；（２）玄武岩实验研究，可给新鲜岩石液相线温度、晶出矿物、晶体形态、岩交演化与后期变化等提供重要     

大麻坪地区二辉橄榄岩部分熔融实验研究

本文以采自大麻坪地区汉诺坝玄武岩中的二辉橄榄岩包体为初始实验物料,在压力1.0～3.0 GPa、温度1350～1550℃条件下进行了部分熔融实验,对实验产物进行了岩相学研究和电子探针成分分析。二辉橄榄岩在1350℃开始熔融,在实验的温度压力范围内,熔融程度为10%～30%。随熔融程度的升高,部分熔融后残余岩石倾向于向富镁、低铁、低钙、低硅的趋势演化,而部分熔融产生的熔体则倾向于富镁、富铁、低铝、低硅的趋势演化。在岩石化学图解上本次实验中二辉橄榄岩部分熔融产生的熔体化学组成与汉诺坝地区拉斑玄武岩的组成相近。随熔融程度升高,熔体具有从苦橄质→玄武质演化的趋势。     

云南东川奚家坪玄武岩的铂族元素地球化学

为了研究云南东川奚家坪地区玄武岩的铂族元素地球化学特征,本文以奚家坪微量元素和铂族元素的实验数据为基础,首先分析了微量元素和PGE的组成特征及变化趋势,然后以此为依据进行了奚家坪玄武岩部分熔融、硫饱和程度及其对硫化物PGE矿床成矿作用的讨论.最后认为奚家坪玄武岩形成于较低程度的地幔部分熔融(熔融程度约10％),玄武岩中PGE的含量偏低是因为在结晶分异过程中Pd,Pt和Ir进入硫化物矿物相中,随硫化物分异离开了熔体,分异的硫化物可能在岩浆通道附近形成富集PGE的矿床.     

俯冲带火山作用中水的来源：新的实验约束条件

尽管知道水在俯冲带火山作用的成因中起着重要作用，但对这种作用还了解甚少。在单一压力下俯冲洋壳中的角闪石脱水作用，被假定产生了熔融所需要的水，但对该反应的实验约束条件有限，且很少有人注意涉及其它含水矿物的反应。对海洋玄武岩在相当于俯冲板块的压力－温度条件下的实验证明，角闪石脱水作用至少延续至２０ｋｍ的深度范围。涉及包括云母、绿帘石、硬绿泥石以及硬柱石在内的其它含水矿物的反应同样也是在一个宽的深度范围     

拉斑玄武岩的高压熔融实验及其大地构造意义

<正> 样品取自西藏日喀则地区冲堆枕状玄武岩,根据岩石化学成分属拉斑玄武岩。实验采用DS-29A型铰链式六面顶液压机对样品进行加压加温,用高压差热法测定它的高压熔融曲线。在熔融曲线以上和以下的压力温度范围,分别进行若干组实验。实验后的样     

玄武岩制备连续纤维熔融反应热力学研究

玄武岩纤维由天然岩石直接熔融拉丝制备而成，性能优异，其原料调控对纤维制备和性能提升有重要影响，熔融反应的热力学分析是研究原料特征的重要手段。本文以代表性玄武岩样品为原料，分析其矿物组成，进而构建复杂硅酸盐体系热力学模型，研究其在1400℃时的熔融反应热力学。结果表明，单一矿物如长石、辉石熔融反应的吉布斯自由能为负值且相对较小；钛铁矿、磁铁矿、磷灰石等矿物熔融反应的吉布斯自由能为正数。所选玄武岩样品熔融反应的吉布斯自由能为-225～-257 kJ/mol,表明可自发进行；样品熔融过程的理论能耗为2.4～2.5 GJ/t,接近某些玻璃纤维池窑工艺能耗(考虑窑炉热效率)。纤维的制备条件和性能参数与原料的成分关系密切，以直径约9μm的纤维为例，其拉丝温度及缠绕机线速度等条件各不相同，纤维表面光滑，断裂伸长率约3%～4%,弹性模量59～66 GPa,抗拉强度1700～2400 MPa;采用Giordano的模型，计算出不同原料成纤粘度(lgη)约0.70～1.21 Pa·s。本研究的热力学模型及实验结果可为玄武岩纤维制备的原料优选、能耗计算、条件调控及性能预测提供参考。     

花岗岩可否分离结晶，有堆晶花岗岩吗？——评学术界最近的一些争论

花岗岩能否分离结晶?世界上有没有堆晶花岗岩？这是学术界长期争论的问题。从近期发表的文献判断,上述争论已经从国际学术界转入国内学术界。国际学术界一直坚持花岗岩能够分离结晶,笔者一直持反对意见。最近,关于堆晶花岗岩的说法突然盛行起来。什么是堆晶岩?堆晶与堆积是一回事吗?斜长石是堆晶矿物吗?这些问题都是需要认真讨论的。众所周知,玄武岩有堆晶岩,花岗岩则主要呈晶粥状态出现,这是两种岩浆粘性不同的表现。花岗岩由于粘性大,晶出的矿物不能下沉,与其晶出的岩浆一起构成类似粥状的面貌,故称为“晶粥”。玄武岩粘性低,晶出的矿物可以下沉离开其结晶的部位在岩浆房底部堆积形成堆晶岩,故玄武岩不形成晶粥。花岗岩形成晶粥后,由于冷却、固结而不可能再次升温熔融造成“晶”与“粥”分离的可能。因此,关于上有高分异花岗岩（或流纹岩）,下有堆晶的花岗岩的说法是不可能成立的。堆晶岩、堆晶结构等,统统是外国学者创造的。毋庸置疑,外国学者对花岗岩研究有很大的贡献,现今花岗岩理论的成果基本上都是外国学者提出来的,我们只是在学习、仿效和跟踪。然而,花岗岩研究中也有许多错误的理论、模型、假说,毫无疑问也是外国学者提出来的。面对上述情况,...     

A—型花岗岩的成因:实验的控制因素

关于具有特征化学成分的A-型花岗岩或非造山花岗岩的成因,人们已经提出了许多岩石成因的理论模式。对澳大利亚东南部A-型花岗岩伴生流纹岩和玄武岩双峰态组合的Watengums偏铝质花岗岩进行了实验研究,以便探讨其成因。Watergums岩浆浸入于地壳很浅的部位。且几乎处于全熔状态。因此在~-1kb时,晶-液相关系可以同岩相学上已确定的结晶顺序进行对比。资料表明,这种岩浆的最低温度为830℃,可能超过900℃推断熔体中水的含量为2.4—4.3％。这种岩浆的温度高,暗示在成因上与稍晚的I-型花岗岩是有区别的。岩石学、地球化学以及实验资料直接证明了A-型花岗岩是下部地壳中亏损熔体的I-型花岗岩源岩高温部分熔融形成,幔源岩浆(玄武岩)为产分熔融提供了热源。熔融作用很可能伴随缺少流体相而略富卤族元素的云母和闪石类矿物的分解。这些矿物是早期形成I—型岩浆后的熔融残余。由于A-型岩浆温度高、中等水分以及高F,特别当它分馏时显示出低粘度,这与A-型流纹岩、黑(?)岩流体的正常产出是一致的。相反,S-型和I-型火山岩通常为火山灰流的凝灰岩。     

玄武岩纤维原料特征的统计及分析研究

玄武岩纤维是以玄武岩或他种成分相近的岩石为主要原料,经熔融后拉制而成的一种高性能纤维。天然矿石的成分波动会造成拉丝困难或纤维性能不稳定,本文收集了54组原料岩石以及114组玄武岩纤维样品的化学成分数据,研究归纳了玄武岩纤维所需原料的岩石学特征、参数指标特征和其他特征,分析提出了可拉丝岩石相关参数指标的最佳区间。适于生产玄武岩纤维的原料矿石,其特征可总结如下：岩石学方面,以基性岩以及SiO2含量为53%~57%的中性岩为佳,岩石类型最佳为玄武岩或安山玄武岩;岩石结构最佳为间隐结构、玻基斑状结构或玻璃质结构;构造的影响是间接的,主要为气孔或杏仁构造中可能含有的一些不利矿物的影响;矿物组成方面,蛇纹石、沸石等含水矿物会在熔融过程中产生气泡,影响纤维制备连续性的同时也有利于原料的充分熔融,镁橄榄石、磁铁矿等高熔点矿物会使原料在熔融阶段难以完全熔化,导致熔体不均匀并容易析晶。参数指标方面,可拉丝岩石的酸度系数（Mk）最佳区间为4.0~5.5;黏度系数（Mv）为2.0~3.0;硅铝氧化物与其他氧化物比值为1.5~3.0;氧化物组成的物质的量分数分布为n(RO)=20%~30%,n(RO2)=57%~70%,n(R2O3)=10%~16%（R为阳离子）。