记录地幔中存在氧元素的自然铁-方铁矿组合

笔者在西藏蛇绿岩的铬铁矿石中发现了十分复杂的地幔矿物群,其中包括自然铁-方铁矿的共生组合,它们被认为是外地核和下地幔的物质通过地幔柱作用携带到上地幔的。新发现的自然铁-方铁矿组合表明,外地核液态铁溶解有部分氧,当液态铁由外地核上升时,氧从液态铁中析出并呈不混溶状态存在于液态铁中。随着乳滴状自然铁球粒向上运移,在降压条件下液态铁和氧元素发生化学反应生成方铁矿(包括NI AS结构)。当氧耗尽时,在方铁矿中遗留下氧耗尽的空洞,形成眼球状构造。因此,眼球构造可能是外地核向地幔释放氧,下地幔内存在氧元素的历史记录。     

西藏蛇绿岩中不寻常的地幔矿物群

在西藏雅鲁藏布江蛇绿岩的铬铁矿中，首次发现由100余种（亚种）矿物组成的地幔矿物群，其中包括：自然元素，合金，氧化物，硫（砷）化物和硅酸盐。根据实验资料，其中一部分是超高压成因矿物。可能来自地球核-幔边界，是地球外核与下地幔底部硅酸盐之间化学反应的产物，另一部分矿物可能来自下地幔，过渡带和上地幔。西藏地幔矿物群，无论在矿物学和地球动力学上均有重要意义。     

西藏蛇绿岩地幔中的主要自然金属矿物

在西藏雅鲁藏布江蛇绿岩带的罗布莎蛇绿岩块的豆荚状铬铁矿床中 ,揭示出一个由 70～ 80种矿物组成的地幔矿物群 ,包括自然金属、合金、硫 (砷 )化物、氧化物和硅酸盐等。这些矿物呈包裹体或脉石产于铬铁矿石中 ,经人工重砂分析 ,自然元素矿物有自然硅、自然铁、自然锌、自然铅、自然铝、自然铬、自然锡、自然镍、自然钨、自然钛、自然锇、自然铱、自然钌、自然钯、石墨、金刚石、自然金和自然银等。文中选择一些自然元素矿物 ,探索这些地幔矿物特点以及蛇绿岩和铬铁矿的形成机制。根据共生矿物群以及罗布莎地幔橄榄岩为新鲜的未蛇纹石化的岩石 ,认为罗布莎自然元素矿物与蛇纹石化作用无关。它们可能是在地核形成时期滞留于地幔中的成核物质 ,抑或是核幔之间化学反应的产物 ,后来被铬铁矿矿浆捕获 ,并同铬铁矿一起由地幔柱作用和板块作用侵位于浅部并仰冲出露于地表。     

西藏罗布莎蛇绿岩铬铁矿中的超高压矿物和新矿物(综述)

近十余年来的研究,在西藏雅鲁藏布江缝合带中的罗布莎蛇绿岩型铬铁矿中,发现可能来自深部(>300km深度)异常地幔矿物群.该矿物群中具有深部成因指示意义的矿物有:①呈斯石英假象的柯石英;②微粒金刚石和产在锇铱矿中的原位金刚石;③铬铁矿和饿铱矿巾发现硅尖晶石;④铬铁矿中发现硅金红石;⑤呈八面体假象的蛇纹石和绿泥石,并具有清晰的爆炸结构;⑥方铁矿和自然铁矿物组合.此外,罗布莎铬铁矿中有4个新矿物获批准,并在极地乌拉尔蛇绿岩铬铁矿中也发现了大最微粒金刚石和碳硅石等地幔超高压矿物.蛇绿岩铬铁矿中发现来自地幔深部的超高压矿物,提供了铬铁矿可能深部成因的重要信息,该发现有可能改变传统的蛇绿岩铬铁矿的形成于俯冲带上的浅部环境(<50 km深度)的认识以及蛇绿岩成因的概念.     

西藏罗布莎铬铁矿中发现的七种金属互化物新矿物

2005~2010年期间在西藏罗布莎蛇绿岩铬铁矿中发现了罗布莎矿、曲松矿、雅鲁矿、藏布矿、林芝矿、那曲矿和自然钛7种新矿物。它们分别属于过渡族元素(铁、铬和镍)、钨及钛的硅化物及碳化物和自然元素。这七种新矿物的矿物学数据已在国内外学术刊物发表。本文是对该区发现的金属互化物新矿物进行的摘要和综述。     

西藏罗布莎铁族元素金属互化物矿物及其成因探讨

对西藏罗布莎铬铁矿中的铁族元素金属及金属互化物矿物进行了X射线衍射测定,结果显示其归属于镍纹石、自然铁、钴铁矿及铁镍矿4种矿物。它们与超高压矿物方铁矿、铂族元素矿物等连生,形成于深部的高还原环境,矿物的化学成分与地核十分相近,故认为它们可能来自于地幔及地核。     

西藏罗布莎蛇绿岩豆荚状铬铁矿石中的合金成分

从西藏雅鲁藏布江蛇绿岩带的罗布莎豆荚状铬铁矿床中 ,揭示出包含 70～ 80种矿物的一个地幔矿物群 ,其中特别引人注意的是含有多种合金。本文报道了已发现的合金类型和它们的化学成分。这些合金矿物主要通过人工重砂选矿提取的 ,少数合金在矿石光片中可以见到。本文报道的部分合金系有 :Ni(Fe) - C- Cr系 ,W-Cr- Co系 ,Al- Fe- L a系 ,Fe- Si- Ti系 ,Ag- Sn- Si系 ,Ni- Ir- Fe系 ,Fe- Pd- Pt系 ,Fe- Ni- C系。这些碳化物、金属硅以及铁合金等表明它们形成于还原环境 ,然而主岩铬铁矿石则形成于氧化环境 ,认为罗布莎铬铁矿是从玻安质岩浆中结晶的。这样合金矿物可能是外来晶体 ;或者它们形成于地核被后来上升的地幔柱带到浅部 ,包在铬铁矿中 ;或者是滞留在地幔中的成核物质后来被铬铁矿捕获。     

西藏罗布莎蛇绿岩铬铁矿中金刚石的研究

在西藏罗布莎豆荚状铬铁矿中发现过金刚石,但迄今仍有人因为自己所取的小试样中没有分离出金刚石而否定罗布莎等地金刚石的存在。由于金刚石涉及西藏雅鲁藏布江缝合线和蛇绿岩、铬铁矿成因等问题,笔者重新在罗布莎铬铁矿中取样,经过选矿,又在1500kg样品中选出了25粒金刚石和近70种伴生矿物。这就表明西藏金刚石是的确存在的,而且它和蛇绿岩的铬铁矿同是深部成因的产物。     

西藏罗布莎铬铁矿中硅铁合金矿物的X射线衍射研究

天然成因的硅铁合金,通常认为与地幔及陨击事件有关。通过应用新的衍射技术,得到了西藏罗布莎蛇绿岩块豆荚状铬铁矿床中硅铁合金的粉晶X射线衍射数据,确认了合金物相为FeSi_2和FeSi及少量自然硅,确定了物相组合关系。本区硅铁合金具有FeSi→FeSi_2→自然硅的晶出顺序,推测其形成环境中的还原程度依次增高。     

地幔中自然铁-偏离正常矿物化学成分的矿物交生体与深源流-岩作用

报道了金伯利岩的橄榄岩捕虏体中自然铁－偏离正常矿物化学成分的矿物（ＮＳＭ）文象交生体的电子探针分析结果。该交生体可能是含自然铁和偏离正常矿物化学成分的方铁矿组合构成的深源流体作用于岩石圈地幔并经过固溶体分解的产物。     

藏南罗布莎蛇绿岩辉绿岩中锆石SHRIMP测年

罗布莎蛇绿岩是雅鲁藏布江蛇绿岩带东段出露较好,也是研究程度较高的蛇绿岩片之一。对该蛇绿岩的形成时代至今存在分歧。本文获得该蛇绿岩辉绿岩中的锆石SHRIMPU-Pb定年的结果为162.9±2.8Ma,表明该蛇绿岩的形成时代为中侏罗世,同时发现,在罗布莎地区新特提斯洋形成时,可能存在地幔熔融的岩浆在扩张脊上涌过程中俘获老洋壳或者深海沉积物中锆石的情况;并且在侵位过程中,在该蛇绿岩的局部由于蚀变而产生了变质锆石。     

地幔内超高压矿物的爆炸

在西藏雅鲁藏布江缝合带的蛇绿岩的豆荚状铬铁矿中,首次发现硅酸盐包裹体具有爆炸结构.在矿石薄片中普遍见到这种高能硅酸盐包体的爆炸结构.在爆炸结构中,铬尖晶石被炸落成不规律的显微碎块,具有尖锐棱角,碎块大小不一,堆积在硅酸盐包体内.此外,许多张性显微裂隙围绕爆炸的硅酸盐包体呈蛛网状分布.推断爆炸前的原生矿物是含水的镁硅酸盐和镁铝硅酸盐矿物.当这种高能级的超高压含水矿物受地幔柱带动超过"水线”时发生爆炸和放水作用,同时产生地震.     

In-situ Moissanite in Dunite: Deep Mantle Origin of Mantle Peridotite in Luobusa Ophiolite, Tibet

We report the discovery of an in-situ natural moissanite as an inclusion in the Cr-spinel from the dunite envelope of a chromitite deposit in Luobusa ophiolite, Tibet. The moissanite occurs as a twin crystal interpenetrated by two quadrilateral signal crystals with sizes of 17 μm× 10 μm and 20 μm× 7 μm, respectively. The moissanite is green with parallel extinction. The absorption peaks in its Raman spectra are at 967-971 cm-1, 787-788 cm-1, and 766 cm-1. The absorption peaks in the infrared spectra are at 696 cm-1, 767 cm-1, 1450 cm-1, and 1551 cm-1, which are distinctly different from the peaks for synthetic silicon carbide. Moissanites have been documented to form in ultra-high pressure, high temperature, and extremely low fO2 environments and their 13C-depleted compositions indicate a lower mantle origin. Combined with previous studies about other ultra-high pressure and highly reduced minerals in Luobusa ophiolite, the in-situ natural moissanite we found indicates a deep mantle origin of some materials in the mantle sequence of Luobusa ophiolite. Further, we proposed a transformation model to explain the transfer process of UHP materials from the deep mantle to ophiolite sequence and then to the supra-subduction zone environment. Interactions between the crown of the mantle plume and mid-ocean ridge are suggested to be the dominant mechanism.     

西藏雅鲁藏布江蛇绿岩带罗布莎地幔橄榄岩的成因

广泛分布在雅鲁藏布江蛇绿岩带的地幔橄榄岩是没有蛇纹石化的新鲜岩石,因而通过显微镜下观察和全岩化学分布探索其成因和地幔活动,是十分有利和简便的。最近几年来,利用岩石化学资料揭示远洋橄榄岩,认为它不是原始地幔岩经分或分离熔化作用萃取出玄武岩熔体后的直接残余物。罗布落蛇绿岩橄的镜下观察和岩石化学资料也证明,它不是原始地幔岩经局部熔化后的残余物,而且由来自更深层的地幔过渡带的硅酸盐超高压矿物底辟上升经熔取     

地幔内异常热熔变与青藏高原的隆升

本文利用中法合作研究获得的定日—格尔木天然地震记录资料所揭示的青藏岩石圈存在的各向异性变化，讨论了雅鲁藏布江缝合带南北地幔物质运动方向的差异。结合区域重力场、地热和大量地质资料，提出了解释青藏高原形成和隆升的新模式。青藏高原是在印度板块和欧亚板块强烈碰撞挤压下，地壳缩短变形增厚，碰撞挤压达于极限，地幔内物质产生热熔变，导致了受热幔壳的急剧膨胀，托浮起上覆地壳整体，形成了巨大高耸而且地形平坦的高原。喜马拉雅造山带则是印度板块北缘俯冲受阻，逆冲叠覆堆积变形的结果。     

西藏仁布蛇绿岩壳层熔岩的岩石地球化学及成因

西藏仁布蛇绿岩壳层玄武岩基本上属高铝低钛的拉斑玄武岩，富集Ba、Rb、Sr等大离子亲石元素以及Th、Ta、Nb、Zr和Hf等高场强元素，具典型的洋岛玄武岩地球化学特征，结合REE配分曲线，可以认为该蛇绿岩可能形成于伸展应力体制下的边缘洋盆的构造环境，是新特提斯大洋岩石圈在俯冲消亡过程中的残片。     

西藏蓬湖西蛇绿岩地球化学及构造背景研究

西藏蓬湖西蛇绿岩隶属于班公湖—怒江缝合带的中段,是藏北湖区较好的堆晶岩剖面之一。形成该堆晶岩时矿物分离结晶顺序为铬铁矿→橄榄石→单斜辉石→斜长石,分离结晶作用具有由富镁质、铁质向富铝质、钙质演化趋势。堆晶岩主量元素组成与世界典型蛇绿堆晶岩成分相似;各种堆晶岩石的微量元素和稀土元素配分曲线总体上基本一致,反映其同源性;岩石Nb和Ta亏损,稀土元素含量很低,分配模式呈LREE微弱亏损的平坦型。该蛇绿岩形成于弧后盆地扩张中心,属SSZ型蛇绿岩。