南极拉斯曼丘陵长英质片麻岩中夕线石的出溶现象

南极拉斯曼丘陵长英质片麻岩中的粗粒夕线石可能有内部出溶现象,出溶形成的矿物有磁铁矿、钛铁矿-赤铁矿和石英出溶矿物条纹,并有少量的斜方辉石.电子探针成分分析表明,本区夕线石高温结晶时不仅有Fe3 ,可能还有Fe2 、Mg2 和Ti4 的替换,铁氧化物质量分数可高达2.9%;随着温度的不断降低,固溶体互溶度也不断减小,大部分微量组分从夕线石中析出形成出溶结构,而且低温变体中稳定的替换元素以Fd3 为主.铁组分的类质同像替换对物理化学计算和夕线石矿化环境均有所影响,对夕线石晶胞参数a的影响很小,而对b,尤其对c的影响较大,与前人的结论有所不同.     

长英质片麻岩中堇青石的一种可能 的形成机制

本文通过对南极拉斯曼丘陵长英质片麻岩变质过程中堇青石与其它矿物之间结构关系的研究，识别出明显不同的两种组合Pl+Kfs+Qtz(Grt)和Crd+Opq+Spl±Qtz，认为区内高级变质作用向深熔作用转化过程中发生了长英质组分和镁铁质组分的分凝。分凝出的长英质熔体与堇青石的形成没有直接关系；镁铁质组分较富Mg、Fe，贫Si、Ca，当镁铁质组分达到一定的富集程度时即形成堇青石。时间上，堇青石形成于降压过程中发生的深熔作用的晚期。     

夕线石成因讨论

本文通过夕线石的结构、成分及产出状态,系统讨论和总结了其变质形成过程.含夕线石的变质岩原岩未必对应泥质岩,富夕线石岩石成分上更不能与任何的泥质岩成分对应.原岩本身富铝如多数泥质岩是形成夕线石非常有利的成分条件,但是,即使有合适的温压条件,也未必能够形成夕线石,组分的差异性迁移才是夕线石形成的必要条件.夕线石的形成与变形...     

东南极拉斯曼丘陵长英质片麻岩的深熔作用与铁钛氧化物的聚集机制

东南极拉斯曼丘陵高级变质长英质岩石中铁钛氧化物的局部聚集与高级变质作用过程中的深熔作用有关,并非原岩富集这些组分。深熔作用造成惰性组分如铁钛氧化物滞留原地或略有聚集及活动性组分的迁移,而流体挥发组分优先聚集于熔体之中。当体系中水含量较低、处于不饱和状态时,深熔作用过程中形成局部"熔体",其结晶所成的浅色体不具低共结组分,没有熔体结晶结构,不是真正的熔体,可能是(准)熔体。较粗粒的浅色体或伟晶岩也是与深熔作用有关的产物,其形成早于花岗岩脉或岩体,而与花岗质岩浆分异无关。伴随(准)熔体的出现,体系中组分的萃取、分异效果较为明显,即可造成组分分异,形成截然不同的异地、二相分异结构,分别形成固相残留物(组成可以不固定)和(准)熔体相。固相残留体中富铝、铁组分,形成矽线石和铁钛氧化物团块,其中少或无挥发分;与此对应,短距离迁移浅色体中往往贫铁钛组分,可见石榴子石、偶见铁钛氧化物矿物。这种挥发分不饱和状态下的深熔作用基本属于封闭体系,整体失水不显著,高级变质岩中的一些特征矿物如矽线石、石榴子石、堇青石、尖晶石的形成也与这种分异作用有关,但组分迁移范围有限,并可保存组分分异各阶段的产物。拉斯曼丘陵长英质岩系中大量铁钛氧化物和矽线石类矿物组合的形成,反映了临界状态下的局部或差异抬升,变形作用的非均匀性及相伴随的组分分异作用,很可能相当于早期格林维尔期构造的泛非期再活动。      

关于东南极拉斯曼丘陵夕线片麻岩类原岩恢复问题的讨论

南极拉斯曼丘陵及其邻区的(含)夕线片麻岩类的原岩可以是杂砂岩、亚杂砂岩、石英砂岩、泥质岩或页岩等。粘土岩或页岩之类的富铝沉积岩与富夕线片麻岩并没有直接对应关系。没有一种泥质岩的化学组成可以与富夕线片麻岩相对应。研究区内夕线石片麻岩的形成主要与黑云斜长片麻岩有关,影响夕线石出现的决定性因素是特定温压条件下的变形变质改造过程,而不是原岩成分。夕线石片麻岩在很大程度上是黑云斜长片麻岩经长英质组分迁移之后的滞留-残留体。夕线石化过程中岩石组分发生了改造,相关变质作用已经明显偏离等化学过程,基本上属于开放体系。原岩中Al2O3的含量也不能控制夕线石的出现与否,含夕线石的岩石未必富铝,反之亦然,岩石富铝也可以不出现夕线石;但是夕线石化过程往往是Al2O3相对增加的过程,这些认识对于夕线石片麻岩成岩环境的确定和原岩建造的重建都具有重要意义。     

长英质片麻岩中堇青石的一种可能的形成机制——以南极拉斯曼丘陵高级区为例

本文通过对南极拉斯曼丘陵长英质片麻岩变质过程中堇青石与其它矿物之间结构关系的研究 ,识别出明显不同的两种组合Pl Kfs Qtz(Grt)和Crd Opq Spl±Qtz,认为区内高级变质作用向深熔作用转化过程中发生了长英质组分和镁铁质组分的分凝。分凝出的长英质熔体与堇青石的形成没有直接关系 ;镁铁质组分较富Mg、Fe ,贫Si、Ca ,当镁铁质组分达到一定的富集程度时即形成堇青石。时间上 ,堇青石形成于降压过程中发生的深熔作用的晚期     

南极中山站区高级片麻岩中蠕英石的形成

南极中山站区(拉斯曼丘陵)高级片麻岩中多发育蠕英石即斜长石+石英,蠕英石的出现表明岩石中往往同时存在斜长石和钾长石.通常还有一些相关现象与蠕英石相伴,如矿物颗粒周围的斜长石±石英边、钾长石边.蠕英斜长石比主斜长石牌号更高和更低的现象均可发生,而且蠕英斜长石的成分比主斜长石变化范围更大.蠕英石的形成主要涉及长英质矿物的变化,不仅涉及到钾长石的分解,可能还与钾长石的出溶、石英、黑云母的分解,甚至斜长石的出溶和分解有关.析出的组分对先存矿物(主要是钾长石)溶蚀和交代,同时出现蠕英石.变形有利于蠕英石的形成,但不是必要条件,长英质岩石中蠕英石的形成意味着降压过程的发生.形成蠕英石的组分主要源于体系自身,而不是外部环境.结合与相关结构的对比和分析,蠕英石的产生主要是长英质组分晚期分异的结果由于K,Na(Ca)的分异,Na(Ca)(2)+沉淀,K+组分活动,SiO2亦可有一定的迁移;释放、迁移的组分更偏碱性.这种分异是岩石内部的成分和结构调整的产物,但相关组分活动的空间非常有限,一般限于若干个矿物颗粒的尺度.蠕英斜长石的形成可能代表着斜长石-石英之间的一种共结,并对新生斜长石的成分起到一种缓冲作用,其过程更接近溶液而不是岩浆性质,同时表示除H2O外各种组分活动的基本结束.     

河北平山阜平群夕线石钾长浅粒岩深熔作用的微区矿物学标志

河北省平山县阜平群是一套高角闪岩相岩石。根据宏观现象，某些地段曾经历过深熔作用过程。深熔效应以小觉地区的夕线石钾长浅粒岩最为典型。通过电子显微镜观测确认，所研究的夕线石钾长浅粒岩经受了深熔作用的改造，具有丰富而显著的微区矿物学标志。主要表现为前存矿物，如钾长石、条纹长石、石英、钠长石、黑云母和磁铁矿等，不同程度地被熔蚀，主要组成元素发生迁移和重组，沿矿物的解理、裂隙及粒间形成夕线石、石英、云母、长石、金红石等再结晶相。在深熔过程中，元素的迁移有两种可能形式：①选择性地从前存矿物晶格中移出；②通过前存矿物的熔融。Fe、Ti等元素从黑云母中移出，形成再结晶磁铁矿和金红石；Si、AI等元素则从黑云母和长石中移出，形成夕线石和再结晶石英。     

南极拉斯曼丘陵长英质变质岩中磷灰石-斜方辉石组合的岩石学意义

南极拉斯曼丘陵高级长英质变质岩中出现的磷灰石-斜方辉石(Ap-Opx)组合表明岩石经历了麻粒岩相条件下的变质作用,长英质片麻岩发生了强烈的脱水深熔作用。随着熔体的迁出,长英质片麻岩中的残留或者镁铁质岩石中的分异产物,均可形成Ap-Opx组合。残留矿物如磷灰石、金属氧化物等具有丰富的稀土元素,强烈影响着岩石中的稀土元素配分型式。磷灰石-斜方辉石组合的存在说明体系中有适量但不是很充足的有效钙质组分。由磷灰石、磁铁矿-钛铁矿、石榴石,直至斜方辉石,一方面反映了活动组分-残留组分的不断变化,另一方面,也说明高级变质作用过程中体系的失水程度逐渐增加;变质作用中富含该组合的岩石是经变质过程形成的特有岩石,没有固有的原岩可对应。     

东南极拉斯曼丘陵硼硅酸盐矿物组合硅硼镁铝矿-硼柱晶石-电气石的形成过程及其岩石学意义

东南极拉斯曼丘陵长英质片麻岩中产出大量的电气石-硼柱晶石-硅硼镁铝矿之硼硅酸盐矿物组合,这些矿物(电气石除外)的形成晚于变质峰期一般的硅酸盐矿物。电气石可多次出现,硅硼镁铝矿之后形成硼柱晶石,很少见两种以上的硼硅酸盐矿物能够同时结晶,各种硼硅酸盐矿物在同一期、甚至同一阶段内呈递进关系。在硼硅酸盐矿物的结晶过程中,B₂O₃和Al₂O₃较为活动,从而SiO₂的活度相对受到抑制,即存在组分的分异和活性波动,表明络阴离子SiO₄^4-、PO₄^3-、BO₃^3-活动高峰并非同步,因而,挥发分组分对深熔作用的影响可能是有限的;同时,结晶的金属阳离子组分不断发生分异。不同的硼硅酸盐矿物形成的介质条件有所差异：电气石形成于富钙的弱酸性溶液,硅硼镁铝矿应为近中-碱性溶液介质,而硼柱晶石形成于含少量氟的偏碱性介质环境。除温压因素外,流体挥发分种类和介质条件也影响到硼硅酸矿物的多期次、多阶段的变化,从而造成矿物组合的复杂性。本区长英质岩石中硼(B)及其他挥发分组分的较高含量可由原岩成分决定,亦可经由变质-深熔作用引起,即深熔作用时熔体的整体优先吸收硼(硼的第一次富集)及随后熔体结晶阶段的局部残留和富集硼(硼的第二次富集)。Gdd-Prs-Trn硼硅酸盐矿物组合的存在,表明发生了以脱水为主的高级变质作用,同时伴随强烈的深熔作用。挥发分组分在露头尺度体系中可能属于开放性质,而在更大尺度和范围内则基本封闭;在深熔作用中,硼等挥发分的存在影响了熔体的组成,使得岩浆熔点降低、熔融成分调整,粘度有所降低,更容易运移;而且,熔体可以携带这些挥发分,当熔体结晶时挥发分析出、结晶,局部富集而形成硼硅酸盐矿物,尤其是沿着一些构造有利部位发生显著的聚集。

     

东南极拉斯曼丘陵富硼岩系中硅硼镁铝矿-柱晶石-电气石矿物的硼同位素组成及其意义

东南极拉斯曼丘陵地区麻粒岩相岩石中出露一套罕见的含硅硼镁铝矿-柱晶石-电气石矿物组合的富硼岩系.由于高级变质作用已使原岩的性质难以确定,变质原岩及其形成环境的恢复变得十分困难,而硼同位素组成则可以作为判定硼来源的有效示踪剂和指相标志.报道了东南极拉斯曼丘陵硅硼镁铝矿-柱晶石-电气石富硼岩系的硼同位素组成资料,其δ11B值变化范围为-12.0‰～-34.6‰,硼同位素的低比值和其他地质证据表明,其原岩为非海相蒸发硼酸盐岩.     

东南极拉斯曼丘陵地区变质杂岩的层序与构造变形过程

东南极拉斯曼丘陵地区位于兰伯特裂谷东缘普里兹湾东岸,该地区主要出露一套麻粒岩相变质岩,前期对原岩时代、变质过程等进行了详细研究,但是对于变质杂岩的层序和变形过程研究相对薄弱。文章通过大比例尺地质填图,发现拉斯曼丘陵地区变质杂岩总体成层有序,在此基础上建立拉斯曼岩群,并将其划分成6个岩组,原岩形成时代为中元古代。拉斯曼岩群经历了格林维尔期和泛非期变质作用的叠加,变质程度均达到高角闪岩相-麻粒岩相。拉斯曼丘陵地区主体构造线方向为北东东—南西西方向,总体上构成往北东东方向翘起的复式向斜构造,几个岩组的分布也显示由东向西逐渐变新。东部米洛半岛一带明显叠加了北北西—南南东向的构造变形。研究表明,拉斯曼岩群经历了6次重要的构造变形,包括新元古代格林维尔期(D1)、新元古代—早古生代泛非期变质变形作用(D2,D3,D4,D5)以及中新生代伸展作用(D6)。目前岩石中保存的主变形面理是格林维尔期和泛非期两次构造热事件的复合型面理,主要是泛非事件形成,格林维尔期变形面理呈残留状。综合拉斯曼岩群变质年龄及早古生代进步花岗岩体形成时代,认为D2~D5变形时代为550~500 Ma左右。因此,拉斯曼丘陵地区变质变形特征显示,中元古代拉斯曼岩群经历了格林维尔期和泛非期两次重要的造山作用,以及冈瓦纳大陆的裂解。     

东南极拉斯曼丘陵泥质麻粒岩变质作用演化

普里兹湾拉斯曼丘陵代表了东南极一条重要的早古生代的～530Ma泛非期(Pan-African)高级构造活动带。然而,该区早期的晚元古代的～1000Ma格林维尔期(Grenvellian)高级变质作用的演化历史至今仍有争论。该区呈透镜状产出的泥质麻粒岩峰期矿物组合(M1)为石榴石+堇青石+斜方辉石+钾长石+石英,峰期石榴石变斑晶发育堇青石或堇青石+斜方辉石反应边(M2)。利用Thermocalc程序在KFMASH模式体系对该泥质麻粒岩进行的定量模拟表明,其峰期矿物组合是由反应石榴石+黑云母+石英=堇青石+斜方辉石+钾长石+熔体形成的。利用Themocalc平均P-T计算方法获得峰期M1变质P-T条件为～0.9GPa和～900℃,而叠加的M2组合反映了一个减压冷却的过程,其变质P-T条件为～0.7GPa和800～850℃。结合已有的年代学数据,认为该区泥质麻粒岩的峰期M1矿物组合反映晚元古代(～1000Ma)格林维尔期挤压D1构造事件,而叠加的M2矿物组合与M3蠕虫状结构则形成于早古生代泛非期(～530Ma)D2～D3高级扭压剪切构造期间。该扭压事件导致了面状高低应变带的发育以及进步花岗岩和伟晶岩的侵入。     

Human impacts in Antarctica: trace-element geochemistry of freshwater lakes in the Larsemann Hills, East Antarctica

Fresh water lakes are found in basement rock basins in the Larsemann Hills, East Antarctica, during the summer months. These lakes constitute a relatively simple natural laboratory to investigate the effects of recent and well-documented anthropogenic impact on a “pristine” environment. Larsemann Hills freshwaters have extremely low salinity (typically <1‰), and contain very low concentrations of trace elements of environmental significance such as Pb, U, and Zn. Typical Pb concentrations range from less than 5 ppt to 250 ppt. Although trace metal concentrations appear to be higher in lakes situated in the vicinity of stations, they are consistently lower (by several orders of magnitude, for some elements) than Standard International Drinking Water Guidelines. The chemistry of the lake waters is dominated by sea-spray input. Consequently, it is primarily a function of geographical factors, such as distance from the shore and exposure to winds. Shallow-level groundwater and surface water also contribute to the lake chemistry. No evidence was found for contamination from global air circulation. Although contamination resulting from activities at the research stations is generally near or below detection levels, very low levels of trace metal anthropogenic contamination were found in the vicinity of some research stations. Received: 13 November 1998 · Revised: 23 March 1999 Accepted: 12 April 1999     

南极拉斯曼丘陵高级区假蓝宝石及有关矿物组合的形成过程

通过对南极拉斯曼丘陵含假蓝宝石矿物及有关组合的研究,得知假蓝宝石的成分以富镁、铁、铝但贫硅为特征,其粒间及粒内成分的变化均较为明显,这种变化主要表现为以钙契尔马克代换(Mg, Fe) + Si = 2Al为主的类质同象置换。在形成假蓝宝石的高级变质-深熔作用过程中,岩石矿物组合的变化主要是多阶段变质造成的,如浅-暗色组分发生了分离,其中含镁铁组分多的矿物较早结晶,而镁铁组分的分离使得相对富Fe的矿物较早结晶,即晚期形成的镁铁质矿物更富Mg组分,并形成递进演化的不同阶段的组合。假蓝宝石的出现与组分的活动有关,而不仅仅是由岩石成分决定的。变质矿物组合的多次递进演化,反映了活动组分的不断变化,以及体系组分相当程度的开放性。含假蓝宝石的变质岩石之原岩未必是富镁泥质岩。本区假蓝宝石成分的多变性主要是环境成分而不是pT变化所引起的,假蓝宝石形成于840~880℃,并没有达到超高温（>1 000℃）的条件,其形成与高级变质-深熔作用过程中组分渗透和扩散的共同作用有关。