南天山北缘榆树沟变质基性超基性岩的地球化学及其成因机制

榆树沟变质基性－超基性岩带出露于塔里木板块与哈萨克斯坦板块之间的南天山北缘，主要由变质橄榄岩和变质基性岩组成。变质橄榄岩富相容元素Cr、Co和Ni，贫不相容元素，太离子亲石元素Ba、Rb和Sr含量较低，与世界典型蛇绿岩相似，代表了地幔残留物特征。REE分布模式为LREE亏损型，REE含量小于或等于2．5倍球粒陨石，类似于阿尔卑斯型变质橄榄岩，显示榆树沟的变质橄榄岩是原始地幔岩部分熔融萃取出玄武岩后的残留物。变质基性岩绝大部分为LREE亏损型，类似于N－MORB。所有样品均以富集Nb和Ta、高场强元素不分异，以及微量元素含量低为特征，批示岩浆源区总体上类似于MORB，Nb、Ta富集可能与OIB型源区有关，Nd、Sr同位素特征也显示其具有OIB型源区特征。综合分析认为，榆对沟变质基性岩石的岩浆可能经历了两个阶段的演化过程，即上地幔底部或下地幔顶部的OIB型原始岩浆形成阶段和软流圈地幔亏损阶段。     

论豫西北无烟煤的变质成因

豫西北无烟煤产地,煤系岩石大都强烈蚀变,这些蚀变现象是一定类型、一定温度的气、液载热流体(热液)作用的结果。以矿物包体测温和成因矿物学理论为根据,表明岩石大都遭受过200℃—300℃的中温热液作用。根据地质构造特征和酸性构造岩浆的成因理论,豫西北的高变质无烟煤是区域岩浆热变质作用的结果。     

美国加里福尼亚州克瑞麦(KREMER)硼矿矿物和地质简介

美国加州克瑞麦硼矿是典型的火山喷发沉积型硼矿床。是世界最大的硼矿床之一。它位于加州Mojave沙漠西北部,洛杉机在它南面160km处,硼矿床紧邻在硼镇的北面(图1)。矿床目前正被美国硼公司露天开采,采坑直径为1.7—1.2km。矿石送硼砂化     

五台山太古宙变质基性岩的地球化学及岩石成因

五台山变质杂岩中的新太古代变质基性岩主要由变质辉长岩、绿泥石片岩及角闪岩组成。根据稀土配分模式可以把它们分为三组:第一组具有平坦的稀土配分型式,稀土总量比较低(29×10-6~52×10-6),显示弱的Eu负异常及无异常(EuN/EuN=0.84~1.02),轻稀土略有亏损到弱富集(LaN/YbN=0.86~1.3),原始地幔标准化图解上具有平坦的分布模式和明显的Zr负异常,稀土和微量元素特征类似于大洋高原拉斑玄武岩,代表了地幔柱形成的高原玄武岩的残余。第二组稀土总量明显高于第一组(34×10-6~116×10-6),具有轻稀土富集的配分型式(LaN/YbN=1.76~4.34),弱的Eu…     

北祁连山超基性岩体接触变质特征及其地质意义

数年来,我们在研究北祁连加里东地槽褶皱带铬铁矿成矿条件和找矿方向的过程中,发现超基性侵入体对各类围岩均有程度不同的蚀变现象。本文论述了超基性岩体与围岩的接触变质类型,同时就有关问题提出了一些粗浅看法,不妥之处希批评指正。     

基性岩高温-超高温变质作用与TTG质岩成因

变质基性岩在高温-超高温下部分熔融可以形成TTG(英云闪长质-奥长花岗质-花岗闪长质)质熔体,有关熔融反应机理、熔体地球化学特征以及太古宙TTG质岩石成因问题备受国内外学者关注。本文基于对相关实验岩石学研究的总结,结合基性岩高温-超高温相平衡的模拟计算,分析了变质基性岩(斜长角闪岩)深熔变质反应过程、P-T条件及其与TTG质岩石成因的联系。变质基性岩高温-超高温深熔作用主要受角闪石脱水熔融反应控制。在1.0GPa以下的无石榴石域,角闪石分解反应主要为:角闪石=单斜辉石+斜方辉石+斜长石+熔体(R1),该反应为多变滑动反应,以斜方辉石出现(800℃)和角闪石消失(1000~1100℃)为标志,其滑动温度范围超过200~300℃。实验岩石学确定的斜长角闪岩开始熔融或缺流体固相线大致相当于斜方辉石出现温度。实际上角闪石脱水熔融反应是从饱和水固相线开始的,反应为:角闪石+石英=单斜辉石+斜长石+熔体(R1a),开始有黑云母参与熔融反应,但该反应对熔体贡献有限。在1.0GPa以上的石榴石域,不同实验所确定的石榴角闪岩缺流体固相线温度主要介于800~900℃之间,固相线表现为正斜率、负斜率、或者为与压力无关的直线等不同结果。相平衡模拟计算表明在石榴石稳定域角闪石脱水熔融反应为较陡的负斜率,分为两部分:当有斜长石存在时,反应为角闪石+斜长石+石英=石榴石+单斜辉石+熔体(R2),低温部分有白云母、绿帘石参与反应。该反应从饱和水固相线(约630℃)开始,到角闪石消失(超过1000℃),滑动温度范围可超过400℃,跨越石榴角闪岩亚相与角闪高压麻粒岩亚相范围;在斜长石消失后角闪石脱水熔融反应为角闪石+石英=石榴石+单斜辉石+熔体(R2a),低温部分有绿帘石、白云母参与熔融反应,该反应从饱和水固相线(约650℃)开始,到角闪石消失(超过900℃),滑动温度范围可超过200~300℃。角闪石脱水熔融反应形成的无水残余物形成麻粒岩和榴辉岩,无水麻粒岩的峰期温度会超过1000℃,由于降温过程中的退变质演化,如超固相线下滞留熔体与残余物之间发生的深熔反应的逆反应,以及在亚固相线下离子交换反应,导致大多数麻粒岩只记录缺流体固相线组合与退变质温度。基性岩部分熔融的熔体成分取决于全岩成分、P-T条件及熔融程度。当熔融程度很低时(如小于5%)可形成富钾花岗质熔体,随着熔融程度增加,熔体成分可转变为奥长花岗质(如5%~20%)和英云闪长质(如大于20%),部分熔融的熔体成分受全岩成分影响很大,只有相对富钾的基性岩才能形成花岗闪长质到石英二长质熔体。太古宙TTG质岩石表现出富Sr、低Y、Yb、Nb、Ta、Ti以及稀土分馏程度高等地球化学特征,要求部分熔融压力较高,残余物中有石榴石(及金红石)存在。争论的焦点是部分熔融究竟发生在石榴角闪岩亚相(及角闪高压麻粒岩亚相),还是发生在榴辉岩相。对此,不同实验给出的不同结论应该与源岩地球化学特征不同有关。考虑到TTG质岩石的可能源岩如太古宙科马提岩和玄武岩地球化学特征的多样性,TTG质岩石本身地球化学特征上的差异也许不能完全指示熔融发生的P-T条件。综合实验岩石学和相平衡模拟结果,本文确定TTG质岩石是由基性岩在角闪石和石榴石共同稳定域由角闪石脱水熔融反应R2和R2a在角闪高压麻粒岩亚相和角闪榴辉岩亚相形成的,P-T条件为1.0~2.5GPa和800~1000/1100℃。角闪高压麻粒岩亚相相对应的地热梯度为15~25℃/km,角闪榴辉岩亚相对应的地热梯度为10~15℃/km。TTG质岩石形成的构造环境不能简单对应发生在显生宙的洋壳热俯冲带、碰撞造山带和洋底高原等。     

雅鲁藏布江北岸基性-超基性岩带的成因

沿雅鲁藏布江北岸大竹卡-谢通门一带，即冈底斯弧岩浆岩带南缘出露了一条超基性一基性岩带，岩带的分布与雅鲁藏布江北岸的强航磁异常带相吻合。岩带主要由零星孤立出露的规模较小的近圆形辉长岩岩体、岩瘤或岩滴组成，在日喀则县曲尼出露了超镁铁堆晶岩、辉长岩和玄武岩连续剖面。它们呈一系列自北而南逆冲推覆的构造岩片，经历了明显不同于弧花岗岩基的形成过程。通过野外地质考察和系统的岩石学研究，认为曲尼基性-超基性岩带是在岛弧-弧后系统形成的蛇绿混杂岩，是新特提斯大洋岩石圈在俯冲消亡过程中的残片。     

北苏鲁威海地区超基性岩的原岩形成时代和超高压变质时代

超基性岩是苏鲁超高压变质地体中一类特殊且十分重要的岩石类型,它们通常呈规模不一的块状、条带状或不规则透镜状 (体) 赋存于区域大面积出露的花岗质片麻岩中。锆石中矿物包体激光拉曼测试、阴极发光图像分析和不同性质锆石LA-ICP-MS U-Pb定年等综合研究结果表明,北苏鲁威海地区含橄榄石辉石岩 (样品W1和W2) 中锆石的成因十分复杂,可进一步划分3种不同类型锆石。其中第一类锆石呈自形-半自形晶,阴极发光图像显示清晰的岩浆结晶环带,矿物包体主要为Ol+Cpx+Ap, 记录的²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb年龄为1835~1845Ma,应代表含橄榄石辉石岩的原岩形成时代;第二类为变质重结晶锆石,呈半自形-他形晶,阴极发光图像显示模糊的岩浆结晶环带,矿物包体与第一类完全一致,记录的²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄变化范围大,为250~784Ma之间,表明部分继承性岩浆结晶锆石明显受到后期岩浆-变质热事件的影响而发生不完全重结晶和Pb丢失,进而使其记录的年龄相对偏新;第三类锆石呈他形晶,为典型的变质锆石,阴极发光图像十分均匀,矿物包体相对少见,主要为Grt+Cpx,记录的²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄为230~234Ma, 且与苏鲁地体榴辉岩及其围岩中含柯石英锆石微区记录的超高压变质年龄 (225~235Ma) 十分一致,应代表含橄榄石辉石岩的峰期超高压变质时代。超基性岩中超高压变质锆石的准确识别表明苏鲁地体在峰期超高压变质阶段的确存在流体,流体的存在对超高压变质锆石的形成起着至关重要的作用。该项研究不仅准确厘定北苏鲁威海地区超基性岩的原岩形成时代和超高压变质时代,而且对于深入探讨苏鲁-大别超高压地体流体行为、演化规律及其水-岩相互作用机理具有重要的科学意义。     

高压-超高压变质带中超基性岩的成因类型及其流体活动

超基性岩的地质过程提供了地幔岩在造山带形成过程中所作的贡献,并记录了地质构造以及壳-幔之间相互作用的信息。根据现有的研究,可将俯冲带橄榄岩大致分为陆下地幔橄榄岩、基性-超基性堆晶杂岩和大洋地幔橄榄岩。文中简要评述了不同类型造山带橄榄岩的岩石学和地球化学特征。不同类型的橄榄岩所经历的地质历史不同,而留有不同的岩石学和地球化学特征。大多数造山带橄榄岩经历了高压-超高压变质作用,并受到蛇纹岩化等多期次流体和融体的交代作用,因而俯冲造山带的辉石岩和橄榄岩无论在岩石学的组成、结构和地球化学等特征方面通常表现得复杂多变。     

变质超基性岩石中的非金属矿产

随着国民经济的发展,非金属矿产的需求量日益增多。本文所介绍的含镍蛇纹岩、滑石菱镁岩矿床,它们是由超基性岩经受自变质及他变质等过程,即由变质交代成矿作用所形成。这类变质超基性岩的矿床,具有规模大,埋藏浅,易采易选又有多种矿产可供综合利用等一系列优点。     

东南极格罗夫山变质基性岩地球化学特征

东南极格罗夫山变质基性岩的地球化学研究表明，该区存在两类玄武岩，即洋岛型玄武岩（OIB）和洋中脊型玄武岩（MORB）。OIB型具有大体类似的地球化学性质，它们均富集Ti（TiO2＝2．68％）、REE＝（202μg/g）、LREE[（La/Yb)N＝4．8]、Ti/Y（＝343）、Zr／Y(＝3．1），具洋岛玄武岩的特征，推测岩浆来源于富休地幔源区（EM）。而MORB型以低Ti（TiO2＝1．1％－1．31％），明显低于OIB的P的含量（P2O5＝0．1％－0．2％），低REE（47－93μg/g）。LREE／HREE（2．27－2．54）、（La/Yb)N（＝1．30－1．62）为特征，具洋中脊玄武岩的特征。MORB和OIB组合的出现说明在泛非期该区可能存在过洋分。     

北苏鲁超高压变质带中斜长角闪岩的成因

在北苏鲁超高压变质带的威海地区的正片麻岩中,存在大量规模不一的含石榴石斜长角闪岩的透镜体或不规则团块。锆石中矿物包体的激光拉曼测试、阴极发光图像分析、稀土元素和微量元素以及Lu-Hf同位素的LA-(MC)-ICP-MS测试等综合研究结果表明,含石榴石斜长角闪岩 (WH17) 只存在一种成因类型的锆石,即变质锆石。该类锆石自核部到边部均保存了典型的超高压包体矿物组合：柯石英 (Coe)+石榴石 (Grt)+绿辉石 (Omp)+多硅白云母 (Phe)+金红石 (Rt)+磷灰石 (Ap),相应的阴极发光图像自核部到边部十分均匀,具有典型变质锆石的特点。锆石核部和边部的稀土元素含量特征和配分模式也十分相似,主要表现为轻稀土元素相对亏损,而重稀土元素相对平坦,无Eu异常 (Eu/Eu^*=0.94~1.04), 具较明显的正Ce异常 (Ce/Ce^*=83.4~111.0),低的Th/U (<0.02) 和 Lu/Hf (<0.00010) 比值以及极低的 Th (1×10^-6~4×10^-6) 含量。锆石核部到边缘的重稀土元素亏损与石榴石稳定有关,而无Eu异常则与斜长石分解关系密切。上述特征表明,含石榴石斜长角闪岩中的锆石均是在超高压变质阶段形成的变质锆石,而研究样品中继承性岩浆结晶锆石的缺乏,是由于含石榴石斜长角闪岩在原岩形成时Zr的成分明显匮乏所致。SHRIMP U-Pb定年结果表明,含柯石英锆石自核部到边部记录了十分一致的²⁰⁶Pb/²³⁸U 年龄,变化于 240.2±3.3Ma 到220.2±2.8Ma 之间,加权平均年龄为229.8±2.0Ma, 这组年龄与前人对苏鲁超高压变质带中榴辉岩、正片麻岩、副片麻岩和大理岩等含柯石英锆石微区记录的年龄完全吻合,应代表苏鲁地体超高压变质时代。Lu-Hf同位素研究结果表明,含石榴石斜长角闪岩中变质锆石的Hf同位素特征与苏鲁超高压变质带中榴辉岩的继承性岩浆锆石和变质锆石均存在本质差别,其中¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf=0.00001~0.00003, ¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf (_t)=0.282052~0.282107, 相应的ε_Hf(t)=-21.1~-18.8, 模式年龄t_DM2=2.14~2.24Ga,这些Lu-Hf同位素特征与围岩正片麻岩含柯石英锆石微区的Hf同位素性质十分相似, 充分表明了北苏鲁含石榴石斜长角闪岩在超高压变质阶段形成的变质锆石所必须的Zr和Hf成分不是来自体系本身,而是来源于围岩正片麻岩。     

北太行紫荆关基性岩体的成因: 岩石学和地球化学证据

通过对北太行紫荆关晚中生代基性岩体的岩石学和地球化学特征研究, 讨论其岩浆源区特征及成因.结果表明, 紫荆关岩体主要由橄榄二辉石岩、角闪辉长岩和闪长岩等岩石组成.橄榄二辉石岩具有明显的堆晶结构, 可能是堆晶成因, 而角闪辉长岩和闪长岩可能是堆晶形成之后的残余岩浆的结晶.闪长岩中的斜长石显示复杂的结构和成分环带, 相对富钠的核部见富钙斜长石叠加, 后者又向富钠斜长石演化.闪长岩中的单斜辉石也显示复杂的成分环带, 主要是最边部的MgO含量比紧邻的内侧辉石更高.这表明在闪长岩形成过程中有新的幔源高温富镁的岩浆注入.以上各岩石类型具有类似的地球化学性质, 包括较强的稀土分异((La/Yb)_N比值为5.76~23.13), 高Sr/Y比值(50.95~146.13), 富集K、Sr、Ba等大离子亲石元素和LREE, 亏损Nb、Zr、Ti等高场强元素和HREE, Eu异常不明显.都显示富集的Sr-Nd同位素特征, I_Sr=0.7058~0.7066, ε_Nd(t) =-13.8~-18.2.这些特征表明紫荆关基性岩体的母岩浆来源于EM1型富集地幔的部分熔融.橄榄辉石岩和角闪辉长岩具有类似的Nd同位素成分(主要为ε_Nd(t) =-15.0~-16.6), 但形成较晚的闪长岩的ε_Nd(t) 值却比较高(-13.8~-14.6), 也支持新的幔源岩浆在晚期的注入.      

苏北超基性岩某些超高压变质特征

苏北芝麻坊超基性岩体,位于大别—苏鲁超高压变质带东段的核心部位,与基性榴辉岩紧密伴生,是苏北最具代表性的岩体之一。根据多年来的成果资料,研究它的超高压变质特征,对研究整个苏鲁超高压变质带具有重大意义。对岩体的形态特征、岩相学特征、特别是矿物学特征,如镁铝榴石特征的研究,结合金刚石的选出,都有力的证实苏北超基性岩是在超高压变质环境下生成的,同时也反映其是由华北地块与扬子地块俯冲碰撞而从地壳深处挤压上来的幔源物质。     

冀东地区变质基性岩墙群的基本特征

本文对冀东变质岩系中变质基性岩墙群的变质级、矿物组合、岩石组构、岩石化学特征及野外产状等作了介绍,对它们的生成时代、成因作了初步分析,并对它们在冀东太古代地质历史演化中的作用作了简要说明。     

辽宁建平地区变质基性岩脉的地质特征

在建平地区首次发现的变化变化基性岩脉侵入于太古宙晚期紫苏花岗质片麻岩和角闪（黑云）长英质片麻岩等变质深成侵入体中。普遍含有石榴石是基性岩脉经受变质作用的标志。据地质产状、与围岩接触、结构构造和含有少量石英等特征，可将变质基性岩脉与岩貌特征十分相似的包体岩石－角闪石榴斜长辉石岩相区别，这些特征也是在本区鉴别变质基性岩脉的标志。据矿物共生关系，计算变质基性岩脉变质作用的温度为７２１－７４２℃，压力在０     

南苏鲁造山带毛北超高压变质岩体的成因与成矿作用

毛北超高压变质岩体位于苏鲁造山带南部,是由石榴石橄榄岩、榴辉岩、硬玉石英岩和石榴石多硅白云母石英片岩组成的层状岩体.富金红石榴辉岩和富钛铁矿榴辉岩在岩体中呈连续的层状产出,总厚度达200m,深度＞700m,构成了一个大型的钛矿床.岩石学、地球化学和年代学研究表明,毛北岩体的原岩形成在新元古代Rodinia超大陆裂解过程中,基性岩浆经历了强烈的分异结晶作用,形成了由橄榄辉长岩-辉长岩-闪长岩-花岗岩组成的复杂层状侵入体,并在新元古代的全球冰期与高纬度大气降水发生强烈的水-岩交换作用.在印支期的大陆深俯冲过程中,经历了超高压变质作用,其峰期变质温度＞800℃,压力＞4.5GPa,富钛磁铁矿辉长岩转变成了富金红石榴辉岩,形成了超高压变质的钛矿床.     

东升庙地区基性岩系变质作用过程

狼山地区位于华北克拉通北缘内蒙古狼山西段,该区构造演化变形强烈,根据基性变质岩系的产出地层时代、产状以及它们与不同期次的变质、变形乃至混合岩化作用的关系,将基性岩系地体按形成时序划分出4个期次。不同产状及期次划分的基性系列变质岩为恢复区域地质演化史提供了重要信息。笔者通过岩相学观察、化学全分析和电子探针等手段对不同期次变质岩的岩石学和矿物学特征进行研究,探讨其温压条件和构造背景。岩石学特征表明,狼山基性变质岩除绿片岩外,原岩都为基性火山岩。第一期斜长角闪岩富集Pb、K、Nb、Ta,存在明显亏损,Hf、Zr、Ti弱亏损,轻重稀土分异较明显,属于岛弧玄武岩;第二、三期斜长角闪岩具有板内和岛弧过渡的特点;第四期脉状斜长角闪岩轻稀土相对较低,表现为产生在板内张裂环境侵位环境。绿片岩Sr、K、Rb、Ba亏损而Th的明显富集具有岛弧或弧后盆地玄武岩的特征。选用斜长石、角闪石共生矿物计算各期斜长角闪岩所经历过变质作用的温度和压力。第一期斜长角闪岩计算得出其属于早期高角闪岩相-麻粒岩相;第二期玄武岩计算得出其代表了早期为角闪岩相晚期向低角闪岩相退变的变质过程;第三期斜长角闪岩计算得出其属于低角闪岩相;第四期斜长角闪岩属于接触变质的绿帘角闪角岩相。     

中缅边界那邦变质基性岩的两期变质作用及其构造意义

中缅边界首次发现的麻粒岩相变质基性岩经历了两期变质作用的改造,依据共生矿物组合和矿物电子探针分析判定早期的变质作用的压力下限是０．８～１．０ＧＰａ,温度是７５０℃～８６０℃,为麻粒岩相变质作用;后期变质作用的温压是０．５９～０．８０ＧＰａ、６５０℃～７２０℃,为高角闪岩相变质作用。变质作用ＰＴ演化轨迹呈现降温减压的特点,指示俯冲作用和碰撞造山作用的大地构造背景。区域地质背景显示变质基性岩的早期变质作用与密支那古洋壳俯冲作用有关。构造分析得出后期的变质变形作用与研究区约２３．０８～０．６３Ｍａ前后的右行逆冲走滑剪切作用有关,是俯冲带上驮板片前缘强烈抬升的记录。那邦麻粒岩相变质岩的发现对滇西腾冲地块大地构造属性的研究、与密支那缝合带相关的板片俯冲、俯冲板片的裂离、俯冲带上驮板片前缘的抬升和变形研究具有重要意义。