高压超高压变质作用中流体—熔体—岩石相互作用

在高压超高压变质作用过程中所释放的流体对俯冲板块的演化起着重要作用,与岛弧岩浆活动有着直接联系,随着温度和压力的增加,俯冲板片将发生高压到超高榴辉岩相转变,大量的水将通过含水矿物的消失反应释放出来,这些流体可引起上覆岩圈大规模水化,并促进地幔楔状体的部分熔融,同时,通过流体的向上迁移可将某些组分带入上覆岩石圈板块,并改变其总体组成,许多含水矿物,同变质脉体,高压自形晶体组成的布丁,原生液态包裹体和     

冈底斯岩浆弧东端石榴斜长角闪岩的晚白垩世岩浆与变质作用记录及构造意义

冈底斯岩浆弧位于青藏高原拉萨地体南部,形成在新特提斯洋向北俯冲的安第斯型造山和印度与欧亚大陆碰撞的喜马拉雅型造山过程中,是研究青藏高原中-新生代构造演化的理想地区。本文对冈底斯岩浆弧东端石榴斜长角闪岩进行了岩石学、相平衡模拟以及锆石U-Pb年代学研究。石榴斜长角闪岩主要由石榴石、角闪石、斜长石、绿帘石、白云母和石英组成,含少量金红石和钛铁矿,具有基性岩浆岩的化学成分。相平衡模拟结果表明,石榴斜长角闪岩经历了高压麻粒岩相变质作用和部分熔融,峰期变质作用的温度和压力条件为～820℃和～1.67GPa,形成深度相当于55km。石榴斜长角闪岩中的锆石具有继承的岩浆核和变质边。锆石岩浆核具有条带状环带,相对高的HREE含量(平均值为1150×10~(-6))和高的Th/U比值(0.51～0.95),给出了90.4±1.7Ma(MSWD=0.32)的原岩结晶年龄。锆石的变质边不具环带,具有较低的HREE含量(平均值为58.5×10~(-6))和低的Th/U比值(0.29～0.40),给出了86.7±5.7Ma(MSWD=0.15)的变质年龄。本文研究结果表明,冈底斯岩浆弧东端晚白垩世辉长岩经历了近侵入同期的高压高温变质作用和部分熔融,大体积幔源岩浆的底垫和增生导致岩浆弧发生了显著的新生地壳生长和加厚。     

高压-超高压变质岩石中不同成因的石榴石

石榴石是高压-超高压变质岩石中最重要的变质矿物之一,是研究俯冲带深部变质和熔融过程的理想研究对象.通过对俯冲带内不同条件下形成的石榴石进行详细研究,确定了岩浆成因、变质成因和转熔成因石榴石.岩浆石榴石是岩浆熔体在冷却过程中结晶形成,成分主要为锰铝榴石-铁铝榴石,通常含有石英、长石、磷灰石等晶体包裹体.变质石榴石是在亚固相条件下通过变质反应形成,包裹体为参与变质反应的矿物组合;进变质生长的石榴石通常显示核部到边部锰铝榴石降低的特征.转熔石榴石是在超固相条件下通过转熔反应形成,通常含有晶体包裹体,其中既有从转熔熔体结晶的矿物包裹体,也有转熔反应残留的矿物包裹体.对超高压变质岩石中转熔石榴石的识别,可以为深俯冲陆壳岩石的部分熔融提供重要的岩石学证据,是大陆俯冲带部分熔融研究的重要进展之一.      

冈底斯岩浆弧东段变泥质岩的逆时针P-T-t轨迹与构造机制

青藏高原南部冈底斯岩浆弧东段出露的中-高级变质岩代表岩浆弧的中-下地壳,是研究岩浆弧深部组成与形成演化的理想载体。本文对冈底斯弧东段布久地区的变泥质岩,即石榴石夕线石云母片岩进行了岩石学、相平衡模拟和地质年代学研究。岩石学和相平衡模拟表明,片岩由黑云母、白云母、石榴石、夕线石、斜长石、石英及少量的钛铁矿、金红石组成,含或不含蓝晶石,经历了早期的低压麻粒岩相变质与部分熔融,变质温压条件为～7kbar和～770℃,中期的高压麻粒岩相变质与深熔作用,变质温压条件为～10. 5kbar和～775℃,以及晚期的角闪岩相退变质与熔体结晶作用,退变质温压条件为～7. 5kbar和～705℃,具有逆时针型的变质作用P-T-t轨迹。本文和现有年代学研究表明,片岩的早期的低压麻粒岩相变质与部分熔融发生在～70Ma,后续高压麻粒岩相变质与深熔发生在50～45Ma,晚期角闪岩相退变质与熔体结晶开始于45Ma,持续到25Ma。大体积幔源岩浆底侵导致的地壳加热与加厚,以及大陆碰撞导致的地壳缩短与加厚是冈底斯弧表壳岩在晚中生代至早新生代被埋藏到下地壳,经历长期持续高温、高压变质与部分熔融的构造机制,而加厚岩石圈地幔在渐新世的拆沉导致了岩浆弧加厚下地壳的折返。     

中压变质和花岗岩化作用过程中的稀土元素

本文研究了 La、Ce、Nd、Yb 和 Y 在从绿片岩相到角闪岩相这一变质作用范围内的变质泥岩、变质粉砂岩和变质杂砂岩及其造岩矿物中的花岗岩化带内的分布情况。在进化变质阶段,基性片岩中稀土元素的丰度和比值均未起变化。发生深熔花岗岩化作用时,第一批熔出的铈族稀土元素富集起来。即使花岗岩熔融体的分异程度很低,也会从其中析出稀土元素,固定在角闪岩相变质泥岩中。变质岩的造岩矿物含铈族稀土元素30～60%,含钇族稀土元素50～100%。镧系元素的其余部分赋存在副矿物中。比较压力不同的变质相系表明,P(总)降低有助于稀土元素进入硅酸盐,特别是结构致密的硅酸盐.     

中酸性岩浆体系成矿流体及微量元素地球化学特征

从流体成矿作用角度出发，与酸性岩浆体系有关的成矿流体可以分为：酸性岩浆硅酸盐熔融体，岩浆一热液过渡阶段硅酸盐熔融体及其分异的流体，酸性岩浆熔体分异形成的热水成矿溶液。酸性岩浆体系主要提供热源和部分矿质，其提供的热源驱动地下水淋滤、萃取围岩中的成矿物质形成地下水热液成矿流体。变质岩混合岩化形成花岗质岩浆过程中所形成的混合岩化成矿流体。在此基础上，讨论了上述不同成矿流体的微量元素地球化学特征及其对成矿的控制作用。     

高压相变晶体化学与西藏罗布莎矿物群研究新成果

<正>1高压相变晶体化学高压下压力增加时,氧化物和硅酸盐矿物中的阳离子会从配位数低的多面体向配位数高的多面体迁移。这种迁移是由于阴阳离子半径的比值发生改变引起的。     

动态高压下斜长石的熔融和玻璃化研究

斜长石在冲击波产生的动态高温高压作用下较易熔融和淬火为非晶态物质,其矿物学名为熔长石。在随州陨石冲击变质特征的研究中,发现橄榄石、辉石等矿物除出现微裂隙外均保存完好,而多数斜长石颗粒则已熔融和玻璃化。可区分出两种形态的熔长石,一种是保持了原有矿物颗粒外形的‘继形熔长石’,另一种则以熔池状和脉状体形式产出的‘改形熔长石’。两种熔长石的光学和物理性质相似,它们的化学成分与晶质斜长石也基本相同,说明斜长石在高压下熔融时没有与周围物质发生明显的组分交换。在吉林陨石的人工冲击实验产物中,斜长石是最先熔融的硅酸盐矿物,也多以填隙的他形颗粒或脉状体和熔池的形式产出。经与其它陨石的静态高压淬火实验研究结果的比较,推定继形和改形熔长石的形成条件为≈20GPa和≤1100℃。本研究结果对了解地幔橄榄岩和俯冲的大洋板片部分熔融作用,以及地球火山岩玻璃和超基性岩中铬尖晶石的玻璃相岩浆包襄体物理化学性质有一定参考价值。     

当前变质地质学研究的几个重要前沿和热点

该文认为，当前变质地质学研究中的几个重要前沿和热点是：1．变质作用P－T-t轨迹及其地球动力学研究；2．对高压、超高压变质地质体的研究；3．高温麻粒岩相变质地质体及其有关的花岗质岩浆的成因研究；4．变质流体的研究;5．流变学研究；6．高温高压实验研究。     

富F熔体-溶液体系流体地球化学及其成矿效应--研究现状及存在问题

高度演化花岗岩类多为富F的熔体溶液体系 ,具有鲜明的、不同于其他体系的地球化学行为。富F岩浆固相线和液相线的降低和岩浆寿命的延长 ,使残余熔体与热水热液的性状差异减小 ,模糊了岩浆与热液之间的界线。最近对于富F、B和P伟晶岩中熔融包裹体的研究获得了新的进展。在约 70 0～ 5 0 0℃的温度和 1 0 0 0× 1 0 5Pa的压力下 ,在伟晶岩石英中发现两种不同类型的熔体包裹体 ,一种是富硅酸盐、贫水的熔体包裹体 ,另一种是贫硅酸盐、富水的熔体包裹体。两种熔体在硅酸盐 (+F +B +P) 水体系的溶离线边界上同时被圈闭。这表明 ,在地壳浅部侵位的侵入体 ,当温度≥ 70 0℃时 ,水在富F、B和P的熔体中可以无限混溶 ;而一旦温度降低 ,就会分离为两种共存的熔体并伴随强烈的元素分异作用。在溶离线的富水一侧形成与正常硅酸盐熔体有很大不同的高度富挥发份的熔体 ,这种致密、高粘度、高扩散性以及高活动性的超富水 (hyper aqueousmelt)熔体 ,可以与水溶液流体相类比。这为岩浆热液过渡性流体的假说提供了新的有利的证据。此外 ,在这种具有超富水和熔体特征的过渡性流体中 ,微迹元素可能具有特殊的地球化学行为 ,如在许多晚期花岗岩包括淡色花岗岩和伟晶岩中稀土元素配分模式所显示的四分组效应等。富F熔体溶液体?     

喜马拉雅造山带的部分熔融与淡色花岗岩成因机制

喜马拉雅造山带核部由高级变质岩和淡色花岗岩组成,是研究大陆碰撞造山带部分熔融与花岗岩成因的天然实验室.基于最新研究成果,探讨了喜马拉雅造山带核部变质作用的条件、类型以及P-T轨迹、部分熔融的方式与程度及熔体成分以及变质作用与部分熔融的时间和持续过程.相关证据表明,造山带核部经历了高压麻粒岩相至榴辉岩相变质作用,具有以增温增压进变质和近等温降压退变质为特征的顺时针型P-T轨迹.这些高压变质岩石发生了长期持续的高温变质与部分熔融.在泥质岩石的进变质过程中白云母和黑云母脱水熔融可以形成不同成分的熔体.同时,总结了淡色花岗岩的形成时间、地球化学特征和源区熔融方式,结果表明碰撞造山过程中加厚下地壳的脱水熔融形成了喜马拉雅造山带的淡色花岗岩.      

西藏甲玛铜多金属矿床成矿流体来源及演化

对斑岩、矽卡岩及角岩矿物中石英的熔融包裹体和流体包裹体进行测温,得到甲玛铜多金属矿床斑岩体形成温度为634～887℃,斑岩体中流体开始出溶的压力为59.1 MPa.从岩浆阶段、岩浆-热液阶段、矽卡岩阶段、矽卡岩退变质阶段到石英-硫化物阶段,温度范围为170～540℃,盐度集中在15%～50%范围内,密度为0.9233～...     

硅酸盐熔体包裹体均匀化过程的动力学性质

硅酸盐熔体包裹体的研究,和以模拟实验为主的实验岩石学,实验矿物学一样,已经成为现代岩浆岩石学,尤其是理论岩浆岩石学研究的一个必不可少的组成部分。均匀化测温研究,是硅酸盐熔体包裹体研究的一个重要组成部分。其方法是对于呈封闭系统的硅酸盐熔体包裹体进行加热,在反方向上,再造这些包裹体从结晶到熔融的所有阶段,直至其完全均匀化,也就是恢复到它们被生长着的矿物包含、捕获时的状态,借以测量矿物近液相线或固相线的结晶温度。     

冈底斯岩浆弧东段夕线石榴黑云片岩的变质作用P-T轨迹与构造意义

冈底斯岩浆弧东段的中-新生代变质岩是揭示岩浆弧深部组成与形成演化的窗口。本文对该地区的变质沉积岩——夕线石榴黑云片岩进行了岩石学和锆石年代学研究。岩相学和矿物化学研究表明,夕线石榴黑云片岩具有三期矿物组合:(1)进变质矿物组合为Grt+Pl+Bt+Ms+Qz+Ep+Rt+Ilm,其保存于石榴石和斜长石变斑晶核部;(2)峰期矿物组合为Grt+Pl+Bt+Ms+Qz+Rt+Ilm,为包裹在石榴石变斑晶幔部和基质中的矿物;(3)退变质矿物组合是Grt+Pl+Bt+Sil+Qz+Ilm,为石榴石的冠状体或产在基质中。相平衡模拟表明,岩石的进变质、峰期和退变质条件分别为600～650℃和9～13kbar、～820℃和～16kbar、～680℃和～7kbar,表明岩石具有一个顺时针型的变质作用P-T轨迹,其峰期发生在高压和高温麻粒岩相条件下,并经历了明显的部分熔融。锆石U-Pb定年表明,岩石的变质作用发生在～89Ma。本文和现有研究结果表明,夕线石榴黑云片岩作为晚白垩世岩基中的包体记录了大体积幔源岩浆岩底垫和增生导致的岩浆弧地壳显著加厚过程,以及加厚弧根的高温和高压变质与深熔作用。     

山东半岛高压麻粒岩中花岗质浅色脉体的成因

山东半岛早前寒武纪变质基底部分熔融现象十分发育,常见新生的花岗质浅色脉体呈形态各异的网脉状、细脉状、不规则的透镜状、雾迷状分布于高压基性麻粒岩中。锆石中矿物包体的激光拉曼鉴定、阴极发光图像分析、锆石原位LA-ICP-MSU-Pb定年以及稀土元素、微量元素分析的综合研究结果表明,山东半岛早前寒武纪变质基底在麻粒岩相变质作用的同时伴随着明显的部分熔融作用。花岗质浅色脉体中的锆石具有完好的自形晶形态,矿物包体主要为石英(Qtz)+钾长石(Kfs)+斜长石(Pl)±磷灰石(Ap),与花岗质脉体矿物组成完全一致,相应的阴极发光图像自核部到边部均显示明显的岩浆结晶环带。这些新生锆石U含量变化较大(31×10-6～779×10-6)、Th含量(0.03×10-6～1.3×10-6)和相应的Th/U比值(<0.0081)异常偏低,其稀土元素配分模式具有重稀土HREE相对平坦、中等-强烈的负Eu异常(Eu/Eu*=0.13～0.65)和显著的正Ce异常(Ce/Ce*=11～32)的特点。新生锆石的上述性质与世界典型地区混合岩中深熔锆石的特征十分相似,充分表明研究区花岗质浅色脉体中的锆石为深熔成因。野外及室内系统的岩相学观察发现,花岗质浅色脉体的寄主岩石——高压基性麻粒岩并未显示含水矿物脱水(如角闪石)熔融和长英质矿物部分熔融的证据,而其围岩如孔兹岩系则保存含水矿物(如黑云母)脱水熔融和长英质矿物部分熔融的确凿证据。此外,高压基性麻粒岩中的花岗质浅色脉体集中分布于构造变形相对较强、破碎较明显的部位。由此可见,高压麻粒岩中的花岗质浅色脉体不是寄主岩石深熔作用的产物,而更有可能来源于围岩变质表壳岩(如孔兹岩系)的部分熔融。深熔锆石LA-ICP-MSU-Pb定年结果表明,四十个相同性质锆石微区记录了十分一致的207Pb/206Pb年龄,集中变化于1870±11Ma至1843±20Ma(2σ)之间,加权平均年龄为1859.6±2.2Ma(MSWD=0.74),应代表研究区早前寒武纪变质基底的深熔时代。该组年龄比研究区变质杂岩峰期高压麻粒岩相变质时代(1900～1866Ma)明显偏新,而与峰后近等温减压中-低压麻粒岩相退变质时代(1855～1830Ma)大致相当,表明研究区深熔作用与碰撞造山带构造"热"抬升减压过程存在密切的成因关系。区域强烈的深熔事件是导致高压麻粒岩相岩石发生明显退变的主要控制因素之一。     

硬玉成矿理论综述

翡翠作为一种稀缺的宝石资源,近年来价格一路飙升,对翡翠成矿理论的研究也逐渐升温。本文简述了作为宝石级翡翠的主要产地--缅甸的硬玉矿床地质概况,综述了硬玉的四类成矿理论,包括岩浆成因、变质成因、双交代成因和交代成因,认为硬玉由硅酸盐熔体在高温高压条件下直接结晶而成的观点比较科学合理。该岩浆成因理论根据硬玉的结构、包裹体、矿物组合、以及形成时的温压条件,推断出硬玉岩是岩浆在结晶压力低限为p>1.5GPa,温度变化范围在650～800℃之间的温压条件下形成的。本文对熔体来源问题进行了探讨,认为硅酸盐熔体可能与变质深熔的成岩成矿作用有关。     

俯冲带变质过程中的含碳流体

俯冲带含碳岩石通过俯冲过程的变质反应生成了含碳水流体、富硅酸盐的超临界流体和含碳熔体。不同类型流体的形成与岩石成分和岩石经历的温压条件相关。岩石中碳酸盐矿物脱碳反应的温压条件取决于岩石起初的流体成分：有水存在时,反应发生在低温条件下。在高压条件下,碳酸盐矿物在水或含盐水流体的溶解是生成含碳流体重要的机制,其导致的碳迁移作用可能超过脱碳变质反应的作用。高温条件下,含碳岩石的部分熔融可以生成含碳的熔体,这在热俯冲环境和俯冲带岩石底辟到上覆地幔的情况下是碳迁移重要载体。富硅酸盐的超临界流体可能是在第二临界端点上形成的超临界流体,目前在超高压岩石中观察到的非花岗质成分的多相固体包裹体被认为是这种流体结晶的产物,然而对其理解尚存在很多问题,需要进一步的实验研究。地表含碳岩石在俯冲带被带到深部,俯冲带地温特征的不同导致了不同类型含碳流体的形成,这些流体运移至上覆地幔引起岩石部分熔融产生含碳的岛弧岩浆,岩浆喷出到地表释放了其中的碳,这构成了俯冲带-岛弧系统的碳循环。

     

澳大利亚中部阿伦塔内围体低P、高T变质地体中造山运动同逆时向P-T-t轨迹联系的证据

1 引言造山运动中的主要因素包括变形作用、变质作用、岩浆作用。这些因素的相互影响产生了截然不同的压力—温度—时间(P-T-t)轨迹,一部分P-T-t轨迹为顺时针方向,其它为逆时针方向。顺时向P-T-t轨迹典型地与产生地壳增厚和具热叠加的中到高压变质地体的板块碰撞相联系,表明变质是变形的一种结果。逆时向P-T-t轨迹产于的地体,其地壳增厚不是很大,同板块会聚很难联系到一起,它是一种典型的低P、高T变质作用产物。在这些     

硅酸盐熔体中的水

水是地球岩浆中的一种主要挥发分。水的存在导致岩石的熔融温度降低,其根本原因在于水易溶于硅酸盐熔体。本文总结了在地球岩石圈温压条件下,水在硅酸盐熔体中的赋存形式、溶解度与水对熔体物理性质的影响。熔体中溶解的水以H_2O分子和OH形式存在。水在熔体中的溶解度随压力的升高而增大。当温压条件位于含水硅酸盐体系的临界曲线之上时,甚至可能形成成分介于硅酸盐熔体和富水流体之间的超临界流体。水使熔体的密度和黏度降低,更易于脱离源区向上运移。水使元素扩散加快,有利于晶体和气泡的生长。水导致熔体的电导率升高,使部分熔融造成的电导率异常更加显著。水对硅酸盐熔体迁移性质的影响以及水的溶解行为都与水的种型分异反应密切相关。在研究与熔融有关的地质过程时必须充分考虑水的作用。     

山东沂水紫苏花岗岩中残晶相矿物的发现及紫苏花岗岩的形成过程

山东沂水地区紫苏花岗岩主要有 3种类型 ,分别为紫苏花岗闪长岩、紫苏石榴花岗闪长岩和紫苏奥长花岗岩。紫苏花岗岩中普遍存在有熔体交代结构 ,主要由残晶相矿物和结晶相矿物组成。对紫苏花岗岩及变质表壳中流体包裹体产状、成分的研究发现 ,富CO2 流体包裹体和富N2 流体包裹体均来自地幔深部。紫苏花岗岩的形成过程如下 :基性岩浆的底侵作用使本区经历了第一期麻粒岩相变质作用 ,地幔富CO2 流体包裹体的存在使系统a(H2 O)很低 (a(H2 O) =0 .1～ 0 .3) ,麻粒岩相变质作用没有产生熔融作用。幔源岩浆活动的逐渐停止 ,该区又经历了近等压降温的第二期麻粒岩相变质作用。此时 ,深源富CO2 流体作用减弱 ,水的活度增加 ,a(H2 O) =0 .6 5～ 0 .75 ,从而产生岩浆 ,新生岩浆对早期形成的变质矿物进行熔蚀交代作用 ,使早期形成的难熔变质矿物如紫苏辉石、石榴石、单斜辉石等呈残晶相 ,随着温度的降低岩浆基本在原地半原地结晶形成紫苏花岗岩。