上地幔硅酸盐矿物中磷的含量研究

上地幔硅酸盐矿物中的磷含量是磷在地球深部的存在及循环研究的重要内容之一,对于理解和深刻认识上地幔磷的地球化学特征具有重要意义.对石榴子石、橄榄石及辉石中磷的固溶度进行详细的研究将会丰富深部磷循环的研究内容,为理解磷的深部地球化学行为提供科学依据.本文基于天然样品和高温高压实验研究结果,分析总结了上地幔硅酸盐矿物中磷的含量及磷进入硅酸盐矿物结构中的机制,探讨了压力、温度、氧逸度及矿物结构对上地幔硅酸盐矿物中磷含量的影响.     

福建省上地幔结构与岩石矿物的基本特征

综合研究了福建省上地幔的矿物、岩石、地球化学、地球物理（重、震、电）等有关资料，全面论证上地幔B′与B″层的三维空间特征、可疑地幔岩性、古代与现代地幔岩岩石类型与矿物成分。继而从地幔岩矿物组合，化学成分、微观特征、包裹体、稳定同位素等特点，来探讨第三纪上地幔的成岩环境与动力学，并指出东南沿海岩石圈上地幔减薄斜坡带及其叠生的深切断裂是燕山期双系列岩浆岩形成的深部地质背景。     

上地幔的氧逸度与金刚石的成因

过去认为温度和压力对金刚石的形成起着主要的控制作用,现在研究证实除了温度和压力外,氧逸度在金刚石的形成过程中同样起着不可缺少的作用。本文收集总结了国内外在这方面研究的最新成果,包括上地幔的氧逸度及其测定方法,形成金刚石的碳的来源、金刚石形成时的流体状态、金刚石的最新成因模式、氧逸度与金刚石的保存等等。最后认为岩石圈的底部,即氧化还原状态变化较大的岩石圈—软流圈的结合处是最有利于天然金刚石形成的部位。这一点已被天然金刚石包裹体的研究所证实。     

上地幔交代作用的实验模拟

一项利用活塞－气掳装置的实验技术已和来模拟部分熔融和交代作用。模式橄榄岩（模拟地幔岩去掉４０％的橄榄石）和流体源被装在一个１２ｍｍ长、带有一个标准活塞－气卸的实验舱内。该舱从热点沿温度梯度向下延伸获得了１００℃左右的温差。在２０×１０＾Ｐａ和最高温度为１ １７５℃的条件下实验，产生了一系列不同的相组合，即从高温的方辉橄榄岩＋熔体变化到舱体底部低温的云母＋碱性角闪石二辉岩。在舱体的上部，随温度的下降     

论上地幔的磁性

在分析地磁场巨大的区域异常的基础上得出结论：它们形成的最大可能的原因是分布于上地幔中的深源，这按当今的观念是推测为已超出铁磁性物质居里点的高温是磁性的禁区，因而，巨大的区域异常就包含有关于上地幔的热状态，磁特性以及现代上地幔的地球化学和渗入地幔的构造作用等新信息。     

论上地幔的磁性

本文从分析研究巨大的区域磁异常出发，通过反常计算及有关得出与原有的按地热增温律所得的居里面分布截然不同的结论，即Ｔｋｐ最大可能的成因来自上地幔的深部，从而建立了岩石圈综合磁模式。     

水对上地幔电性结构的影响

上地幔可以存储大量的水,水能够极大地增强地幔矿物的电导率。在实验室高温高压条件下获得了含水和不含水矿物电导率不同的结论,有必要广泛开展含水矿物电导率实验研究。基于最新实验结果,充分考虑上地幔热力学条件,矿物体积随深度变化和矿物间水分配情况,对2个研究小组上地幔4种主要矿物实验室电导率结果采用平均方法建立随水含量变化的上地幔电导率-深度曲线,并与实测地球物理模型进行了对比。研究表明,水能够极大地影响上地幔的电性结构,推测上地幔平均水质量分数为0.01%,位于地球化学方法推断的上地幔水质量分数范围(50×10-6~200×10-6)。海洋上地幔软流圈高电导率异常很可能是碳酸盐熔体、硅酸盐熔体及水共同作用的结果。     

上地幔的岩石组构和各向异性

着重介绍了上地幔各向异性及其成因,研究内容和方法,各向异性研究的地球动力学意义,并强调指出橄榄石和辉石在塑性固态流动过程中产生的晶格优选方位或组构是导致上地幔各向异性最主要原因。     

中国上地幔角闪石及其成因意义

我国土地幔成因角闪石以高铝(一般>2.0)为特征,以TiO_2、Cr_2O_3含量差异相区别,划分为韭闪石和钛角闪石两大类。韭闪石又有四种不同的成因类型:贫铬、钛型(Cr_2O_3=0.15％,TiO_2=0.07％),富铬型(Cr_2O_3=2.18％),富钛型(TiO_2=3.14％)和富铬、钛型(Cr_2O_3=2.59％,TiO_2=3.16％)。除贫铬、钛型韭闪石发现于苏北-胶南高压变质岩石中外,其它三种韭闪石(产于大陆区)和钛角闪石(产于台湾西部)均来自各种地幔橄榄岩、辉石岩及新生代玄武岩中。不管它们的产出方式如何(填隙、嵌晶、巨晶和包裹体子矿物),都直接或间接与地幔流体的交代作用有关,但各具成因之特点。     

上地幔流体和地幔岩结构

迄今,已经公认产于玄武岩中的橄榄岩包体,又称幔源包体,是来自上地幔的物质,是研究地幔岩的直接对象。     

上地幔Sm／Nd值的演化

本文提供了一种直接从二辉橄榄岩包体数据了解上地幔 Sm/Nd 演化的新方法。已证明非交代二辉橄榄岩包体的 Nd 同位素模式年龄(T_(CHUR)代表其源区上地幔的平均亏损年龄,从而建立了上地幔 f~(Sm/Nd)值与平均亏损年龄的相关趋势。该趋势同样可以由河水悬浮物及花岗岩数据导出。利用这一相关趋势及各地质时代上地幔的平均亏损年龄,本文计算了上地幔平均 Sm/Nd 值随时间演化的曲线。它表明,在太古代下地幔物质上涌进入上地幔和陆壳物质再循环是较活跃的,从而抑制了这一时期上地幔 f~(Sm/Nd)和ε_(Nd)值的增长。     

台湾海峡上地幔流变学状态及其构造意义

本文详细研究了台湾澎湖列岛上地幔幔源包体的变形结构、组构和橄榄石位错构造。根据包体矿物（辉石）化学成分的计算，平衡温度９８６－１１１６℃，压力为１．５０－２．６０ＧＰａ。上地幔变形事件可分为３个序列：（１）高温低应力均匀稳态流动变形；（２）高温较高应力上地幔底辟边缘的剪切流动变形；（３）低温高应变速率．（１１０）滑移条带的淬取变形。本区上地幔变形事件和热结构特征表明，福建东部和台湾澎湖列岛－带具有     

二分法在上地幔温度模拟中的应用

为提高上地幔温度模拟的计算效率,使用Arrhenius方程和Hashin-Shtrikman边界条件模拟上地幔温度,提出了基于二分法的上地幔温度模拟方法。验证结果表明,该方法拥有良好的模拟精度及较快的运算速度,计算的误差系数可以根据上地幔温度模拟需求进行调节。在选用模型网格2 000 m×2 000 m时,计算速度较快,且能较好地体现出异常的轮廓信息;在选用模型网格200 m×200 m时,计算耗时增加,但异常体轮廓更清晰,模拟结果更精确。该计算方法在上地幔地温模拟研究中有良好的前景,为上地幔的温度模拟提供了一种新的思路。     

塔里木盆地北缘幔源岩石包体特征及岩石圈上地幔流变规律

岩石圈上地幔岩石包体保存着上地幔物质组成和岩石学的特征以及岩石圈上地幔构造变形特性、岩石变形机制和流变性质的丰富信息。塔里木盆地西北缘的巴楚地区的幔源包体主要由橄榄岩组成,次为单辉橄榄岩,与中国东部以及西部其他地区发育的尖晶石、石榴石二辉橄榄岩幔源包体有所区别。从莫霍面至岩石圈上地幔下部,随着深度、温度和压力的增高,幔源包体橄榄石中出现直线状位错、位错缠结、网络—曲线状、环状位错—直线状位错、位错缠结、网络—曲线状位错,环状位错的变化规律;其微观变形机制有从碎裂—位错滑移—位错蠕变—扩散蠕变的变化规律;差异应力值有从低—高—低—高的正弦波状变化趋势,在莫霍面附近以及上地幔韧性软层与脆性层附近差异应力值一般较高;应变速率值则是逐渐减慢的总体变化趋势,整体反映出岩石和矿物从脆—韧性的流变性质。