适用于尖晶石相橄榄岩的第一个定量地质压力计

The historic development of the first geobarometer for spinel lherzolite based on the distribution of calcium between existing olivine and clinopyroxene is reported here.
Kohler and Brey(1990) suggested the geobarometer as follows:
P(10⁸Pa)=(−TlnD_Ca−11982+361T)/56.2 for T≥ (1275.25+2.827P) (K),
P(10⁸Pa)=( −TlnD_Ca−5792−1.25T)/42.5 for T≤(1275.25+2.827P) (K).
Based on their calibrated experiments for calcium exchange between olivine and clinopyroxene from wide temperature-pressure range.     

云南马关尖晶石相二辉橄榄岩包体的平衡温压条件及其指示意义

摘要：依据云南马关地区8个尖晶石二辉橄榄岩包体中X个单斜辉石．斜方辉石矿物对的电子探针成分。采用T0哪、T8Im二辉石温度计和了TBK90Ga、TWS91cn、TZ93Ca单辉石温度计估算了其平衡温度，用PMSOen、PMSodi压力计估算了其平衡压力。温压估算表明，马关尖晶石相二辉橄榄岩包体的平衡温压分别为900—1150℃和1．29—2．20GPa(相当于地下深度45—71km)。由TMSOen与PMSOen、TMSOdi与PMSOdi的估算结果所分别构筑的马关地区上地幔地温曲线与大洋地温曲线非常吻合，显示马关地区上地幔具有很高的热流值，暗示青藏东缘及邻区于0—16Ma期间有热的软流圈地幔上涌，地幔上涌在构造上的响应即是青藏东缘乃至整个东亚地区区域性岩石圈的东．西向伸展。     

中国大陆科学钻探CCSD-PP3钻孔地幔岩的尖晶石相部分熔融证据

CCSD PP3超镁铁岩表现为高 Mg 和 Cr,低 Ca 和 Al 特征,是中国东部和超高压变质带上极其罕见的亏损地幔岩,通过地球化学和矿物学和 Re-Os 同位素研究发现岩石来自古元古代岩石圈地幔,并在地幔浅部尖晶石相条件下发生部分熔融,最近一次部分熔融作用发生在中-晚元古代,后经岩石圈厚度加大、拆沉或深俯冲过程,岩石转变为石榴石橄榄岩。     

湘南中生代火山岩中尖晶石二辉橄榄岩包体 Sm-Nd等时线年龄及地质意义

湖南宁远太阳山中生代玄武质火山岩内,产较丰富的尖晶石二辉橄榄岩包体。包体经人工碎样,镜下挑选了含铬尖晶石、镁橄榄石、含铬透辉石、斜方辉石、全岩5个样品,由国土资源部天津地质矿产研究所同位素室测试,得出 Sm-Nd全岩-单矿物等时线同位素年龄2702±19 Ma。进而根据测试结果和以往资料综合分析,认为华南陆块岩石圈是沿垂向演化增生的,由下往上依次为:上地幔岩垫托、结晶基底、褶皱基底、褶皱盖层、沉积盖层5个构造层。其中,上地幔岩起着底板垫托作用,形成于新太古代,为该地区最古老岩石。     

地幔橄榄岩部分熔融及相转变（尖晶石相→斜长石相）过程中的固相化学成分演化──Ⅱ．在自然岩石中的应用

分析了全球一些有代表性的上地幔尖晶石橄榄岩和斜长石橄榄岩中各矿物的化学成分变化特征。发现在斜长石橄榄岩中，尖晶石和斜方辉石富Ｔｉ，且Ｔｉ含量随Ｃｒ／（Ｃｒ＋Ａｌ）的增大而增大；单斜辉石富Ｔｉ贫Ｎａ，其Ｔｉ含量随Ｎａ含量的增大而减少。据此，结合实验结果，可以肯定世界各地大多数斜长石二辉橄榄岩在斜长石相域内未经受部分熔融。岩体所曾经受的部分熔融只发生在尖晶石或石榴石相。它们的相对熔融度可以用下面两个指标来估计：（１）最贫Ｔｉ尖晶石的Ｃｒ／（Ｃｒ＋Ａｌ）；（２）单斜辉石的最高Ｎａ含量。对于尖晶石橄榄岩，从二辉橄榄岩、方辉橄榄岩到纯橄榄岩，其尖晶石和斜方辉石的Ｃｒ／（Ｃｒ＋Ａｌ）逐渐增大，而含量很低的Ｔｉ或Ｎａ在尖晶石、斜方辉石及单斜辉石中保持不变或趋向逐渐减小。尖晶石橄榄岩的相对熔融度可据尖晶石的Ｃｒ／（Ｃｒ＋Ａｌ）和单斜辉石的Ｎａ含量来判断。     

变质橄榄岩中尖晶石的分形结构因子类型及其成因意义

利用沈步明（１９９３）提出的分形结构因子的新方法,计算了橄榄岩包体、方辉橄榄岩、纯橄榄岩和铬铁矿等六种尖晶石的分形结构因子。划分了四种尖晶石分形结构因子类型：Ａ１和Ｃｒ强变异型、Ａ１和Ｃｒ变异型、Ｍｇ和Ｆｅ２－变异型、Ｍｇ和Ｆｅ２－强变异型,结合尖晶石的地质产状讨论了这四种类型的成因意义。通过大量分形结构子的计算和图表．有力说明分形结构因子对于表征物质在空间分布的结构性和数据之间的相关性,是一种有效的定量化手段。在推测尖晶石和主岩的成因方面,尖晶石的Ｃｒ（Ａ１）和Ｍｇ（Ｆｅ２＋）的ＦＳＦ值图解更优于尖晶石的Ｃｒ／（Ｃｒ＋Ａ１）－Ｍｇ／（Ｍ＋Ｆｅ２－）图解。     

地幔橄榄岩部分熔融及相转变（尖晶石相→斜长石相）过程中的固相化学成分演化──Ⅰ．实验研究

在温度为ｌｌ３０─ｌ４５０℃，压力为０．４─２．０ＧＰａ条件下，实验研究了地幔橄榄岩部分熔融及相转变（尖晶石相→斜长石相）过程中的固相化学成分演变。在部分熔融中，随熔融度的增大，橄榄石的Ｍｇ／（Ｍｇ＋Ｆｅ）尖晶石和斜方辉石的Ｍｇ／（Ｍｇ＋Ｆｅ）及Ｃｒ／（Ｃｒ＋Ａｌ）逐渐增大；而橄榄石中的Ｃａ含量增至单斜辉石消失后逐渐降低；尖晶石中的Ｔｉ以较低的含量（ＴｉＯ２＜０．１５％）保持不变或稍有降低；斜方辉石中的Ｔｉ含量及单斜辉石的Ｎａ和Ｔｉ含量逐渐降低，直至非常小的值。在从尖晶石橄榄岩向斜长石橄榄岩的相转变过程中，尖晶石强烈富Ｔｉ，且其Ｃｒ／（Ｃｒ＋Ａｌ）逐渐增大；斜方辉石中的Ｔｉ含量和Ｃｒ／（Ｃｒ＋Ａｌ）同时逐渐增大；单斜辉石中的Ｎａ含量降低而Ｔｉ含量升高或保持不变。当斜长石橄榄岩经受了部分熔融（即使很微弱），其在相转变过程中引起的各矿物相的化学成分特征要全部消失，而表现部分熔融作用的特征。这可作为判别橄榄岩在斜长石相域内是否经历了部分熔融的标志。关键词     

橄榄岩中尖晶石化学成分分带的机理及其地质意义

橄榄岩中尖晶石的化学成分分带显示，在由温度降低引起的亚固相平衡过程中，与橄榄石及斜方辉石相邻的尖晶石边缘贫Mg和Al、富Fe和Cr，而与单斜辉石相邻的尖晶石边线相反。尖晶石的Fe和Mg分带为其他矿物的粒间Fe－Mg离子扩散所致；尖晶石中的Cr和Al分带则是尖晶石晶体内部Cr－Al离子的交互扩散所致。本文从热力学理论角度说明了尖晶石晶体内部的Cr－Al交互扩散受其Fe－Mg分带的控制；从热力学计算证明了尖晶石内Al必须从富Fe处向富Mg处扩散，解释了尖晶石中Mg和Al及Fe和Cr分带的一致性。     

麻粒岩中斜方辉石单斜辉石-石榴石-斜长石-石英地质压力计的推导及其应用

麻粒岩相中常见矿物组合:斜方辉石 单斜辉石 石榴石 斜长石 石英,根据矿物反应:石榴石 单斜辉石 石英=2斜方辉石 斜长石.对于MgO-CaO-Al_2O_3-SiO_2体系结合热力学关系式推导出这一反应的地质压力计表达式:P(bar)=2237.9 12.05T 1.73TlnK,K=??.通过对内蒙古朱拉沟地区麻粒岩相矿物计算,结果与其它地质压力计比较吻合.     

大别山北麓尖晶石橄榄岩中石榴辉石岩包体的成因矿物学信息

大别山北坡霍山饶拔寨等地的超基性岩中含有石榴辉石岩的包体。石榴辉石岩为草绿色致密块状 ,呈分米级的块体出现于蛇纹石化强烈的橄榄岩中。运用成因矿物学的方法 ,研究对比了石榴辉石岩的主要矿物组成石榴子石 ( Prp2 5— 3 5 )和钠质普通辉石 ( Jd1 0— 2 5 )等。岩石结构显示退变质作用有两期 :榴辉岩相退变形成的麻粒岩相矿物组合明显地被角闪岩相所切割。石榴辉石岩的寄主岩是尖晶石橄榄岩类 ,包括尖晶石方辉橄榄岩和尖晶石二辉橄榄岩。由于强烈的蛇纹石化 ,残余的橄榄石 ( Fo92— 93 )仅占 5%～ 4 0 % ,斜方辉石富镁 ( En87— 93)并有解理弯曲等韧性变形现象。采用 Ellisand Green的石榴子石单斜辉石 Fe-Mg交换平衡温度计 ,可计算出石榴辉石岩的 Fe-Mg分配系数 ( KD)为 4 .0 6～ 5.2 8。变质温度 t=84 1～ 94 3℃ ,估算压力 p=1 .5GPa,可以推测该橄榄岩体是从深度约 60 km的地幔 ,固态侵位于下地壳 ,而后与之一起隆升到地表。显然 ,此种石榴辉石岩应属 Coleman所划分的 A型榴辉岩 ,它与地幔岩浆作用有密切关系。石榴辉石岩和橄榄岩的岩石化学特征和稀土配分形式 ,说明它们的化学性质相当于地幔部分熔融所形成的玄武岩熔体及其残留体。在侧重探讨石榴辉石岩及其有关岩石中主要造岩矿物的成因矿物?     

江苏盘石山二辉橄榄岩包体的Nd、Sr、Pb同位素特征

对盘石一带的６个二辉橄榄岩包体，３个单斜辉石的Ｎｄ、Ｓｒ同位素，４个全岩、７个单斜辉石和１个斜方辉石的铅同位素进行了测定。结果表明，它们在亏损的岩石圈中经历了长时间的演化，其Ｒｂ－Ｓｒ、Ｓｍ－Ｎｄ、Ｐｂ－Ｐｂ同位素体系的相关性可能反映了不同时期的地幔过程。位于陆下岩石圈地幔中上部位的包体比下部岩石圈地幔具有相对亏损和不均一的同位素特征。     

橄榄石位错构造及其上地幔流变学意义——以河北省大麻坪二辉橄榄岩为例

本文运用氧化缀饰法对大麻坪幔源包体的橄榄石位错进行了研究,其主要位错类型包括:[100]、[001]位错壁、亚颗粒构造、(010)位错滑动环、位错网、交叉滑移位错、{110}滑动条带构造。根据稳定态亚颗粒统计,其数值为15.53—25.72μm,平均为20.65μm,位错密度为20×10~6—90×10~6cm~(-2),相应的差异应力分别为48.4—70.8MPa和44—92MPa。     

Lithium isotopic disequilibrium of minerals in the spinel lherzolite xenoliths from Boeun,Korea

Spinel lherzolite xenoliths found in Boeun, Korea, have protogranular to porphyroclastic textures and are enclosed in a Miocene alkali basalt. The lithium concentration and isotopic compositions of olivine, clinopyroxene, and orthopyroxene separates from the spinel lherzolite, and whole rocks of the spinel lherzolites and alkali basalt were determined by inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) and multi-collector inductively coupled plasma mass spectrometry (MC-ICP-MS). The lithium concentrations of the olivines and orthopyroxenes range from 2.2 to 5.0 ppm and from 2.1 to 6.4 ppm, respectively. In contrast, the clinopyroxenes have larger lithium concentrations, from 2.0 to 8.4 ppm, which reflect their preferential lithium enrichment. The lithium isotopic compositions (δ⁷Li) of olivines (-5.4 to + 3.5‰), orthopyroxenes (-11.4 to -0.1‰), and clinopyroxenes (-14.4 to -4.7‰) range far beyond the average mantle composition of + 4 ± 2‰. The lithium isotopic composition of the host rock, alkali basalt (3.4‰), is within the range of the intraplate and oceanic island basalts. The spinel lherzolites from Boeun exhibits strong elemental and isotopic disequilibria due to the different lithium and lithium isotope diffusion velocities in the olivine, orthopyroxene, and clinopyroxene minerals after eruption and magma cooling.     

西准噶尔萨尔托海蛇绿岩中尖晶石二辉橄榄岩中橄榄石的位错构造及其意义

西准噶尔萨尔托海蛇绿岩中的尖晶石二辉橄榄岩的形成温度约为1100℃,压力1.6GPa。氧化缀饰和透射电镜观察,揭示了橄榄石的位错密度为2.5×108/cm2,(100)位错壁间距为10μm 左右。计算得到的古应力为115—154MPa,应变速率为2×1011,古生代大洋上地幔粘滞度为2.37×1019P,与新生代大洋上地幔比较,古生代大洋上地幔有低粘滞度和高应变速率的特点。     

汉诺坝地区上地幔尖晶石—石榴石相转变带温压条件

根据汉诺坝尖晶石石榴石二辉辉石岩包体矿物成分新资料和前人的尖晶石石榴石二辉橄榄岩包体矿物成分资料,运用斜方辉石Ｃａ溶解度温度计和斜方辉石－石榴石Ａｌ分配压力计,计算了尖晶石—石榴石相转变带的温度和压力条件,首次获得了汉诺坝地区的新生代古地温曲线。尖晶石石榴石二辉辉石岩包体代表的温度范围为９３０～９７８℃,压力范围为１４２～１６５ＧＰａ：尖晶石石榴石二辉橄榄岩包体代表的温度范围为９９１～１１１０℃,压力范围为１５８～２１６ＧＰａ,与最新的实验结果基本吻合。地温曲线沿大洋地温曲线（曲线方程为ｔ＝２５２４＋８９７４７８ｐ－１８３０８ｐ２）上方近平行延伸。推测汉诺坝玄武岩的起源深度至少为７０ｋｍ。二辉辉石岩包体来自较冷的岩石圈,而二辉橄榄岩来自岩石圈与软流圈的过渡带,并且表明后者的地温梯度以对流热地温梯度为主。     

Depletion and enrichment processes in the lithospheric mantle beneath the Kola Peninsula (Russia): Evidence from spinel lherzolite and wehrlite xenoliths

A suite of spinel lherzolite and wehrlite xenoliths from a Devonian kimberlite dyke near Kandalaksha, Kola Peninsula, Russia, has been studied to determine the nature of the lithospheric mantle beneath the northern Baltic Shield. Olivine modal estimates and Fo content in the spinel lherzolite xenoliths reveal that the lithosphere beneath the Archaean–Proterozoic crust has some similarities to Phanerozoic lithospheric mantle elsewhere. Modal metasomatism is indicated by the presence of Ti-rich and Ti-poor phlogopite, pargasite, apatite and picroilmenite in the xenoliths. Wehrlite xenoliths are considered to represent localised high-pressure cumulates from mafic–ultramafic melts trapped within the mantle as veins or lenses. Equilibration temperatures range from 775 to 969 °C for the spinel lherzolite xenoliths and from 817 to 904 °C for the wehrlites.

Laser ablation ICP-MS data for incompatible trace elements in primary clinopyroxenes and metasomatic amphiboles from the spinel lherzolites show moderate levels of LREE enrichment. Replacement clinopyroxenes in the wehrlites are less enriched in LREE but richer in TiO₂. Fractional melt modelling for Y and Yb concentrations in clinopyroxenes from the spinel lherzolites indicates 7–8% partial melting of a primitive source. Such a volume of partial melt could be related to the 2.4–2.5 Ga intrusion of basaltic magmas (now metamorphosed to garnet granulites) in the lower crust of the northern Baltic Shield. The lithosphere beneath the Kola Peninsula has undergone several episodes of metasomatism. Both the spinel lherzolites and wehrlites were subjected to an incomplete carbonatitic metasomatic event, probably related to an early carbonatitic phase associated with the 360–380 Ma Devonian alkaline magmatism. This resulted in crystallisation of secondary clinopyroxene rims at the expense of primary orthopyroxenes, with development of secondary forsteritic olivine and apatite. Two separate metasomatic events resulted in the crystallisation of the Ti–Fe-rich amphibole, phlogopite and ilmenite in the wehrlites and the low Ti–Fe amphibole and phlogopite in the spinel lherzolites. Alternatively, a single metasomatic event with a chemically evolving melt may have produced the significant compositional differences seen in the amphibole and phlogopite between the spinel lherzolites and wehrlites. The calculated REE pattern of a melt in equilibrium with clinopyroxenes from a cpx-rich pocket is identical to that of the kimberlite host, indicating a close petrological relationship.     

宇宙尖晶石与地球尖晶石的比较

本文就宇宙尖晶石的形态，化学组成，及产状特征作了概要性论述，对它的成因机制 作了介绍；并和地球尖晶石作比较，表明它们之 间的成因和形成条件的差异，突出了宇宙尖晶石的特点，即宇宙尖晶石为陨石物质在大气氧化过程中结晶而成，无例外的都有一个较高的氧化态和高镍含量。在地质纪录中宇宙尖晶石的发现具有双重意义，它既是地外物质的标志，又反映了增生事件独特的形成环境。     

硅铁灰石在我国的首次发现

硅铁灰石是一种罕见的单链硅酸盐矿物，产于矿体围岩的晚期热液脉中，其晶体呈厚板状或矛头状，颗粒大小０．１ｍｍ—０．５ｍｍ，日光下呈黑色，强光源下呈浓茶绿色─棕色，玻璃光泽，条痕淡灰绿色，透明─半透明，维克显微硬度Ｈｖ１００ｇ＝３５９ｋｇ·ｍｍ－２，实测密度３．３５ｇ·ｃｍ－３，计算密度为３．３２ｇ·ｃｍ－３。偏光显微镜下显正高突起，具强多色性，Ｎｇ浅黄棕色、Ｎｐ暗绿色，二轴晶正光性，ＺＶ（＋）＝７６（１）°，折射率Ｎｇ＝１．７５９，Ｎｍ＝１．７３７，Ｎｐ＝１．７２８．Ｘ射线单晶衍射表明，硅铁灰石属三斜晶系，空间群为Ｐ１。由Ｘ射线粉晶衍射数据计算出晶胞参数ａ＝０．７４７５（１）ｎｍ，ｂ＝１．１８４４（１）ｎｍ，ｃ＝０．６６７９（１）ｎｍ，α＝９１°３４（３）′，β＝９３°４５（１）′，γ＝１０３°１９（１）′。硅铁灰石的晶体化学式为（Ｃａ２．０７１Ｎａ０．００７Ｋ０．００１）２．０７９（ＦｅＭｎＭ０．１７１）０．９９１（ＦｅＡｌＴｉ０．００２）１．０２１［（Ｓｉ４．９８９　Ａｌ０．０１１）５．０００Ｏ１４．１０１（ＯＨ）０．８９９］。硅铁灰石是酸式硅酸盐，不存在与阳离子结合的ＯＨ－离子，因而在红外光谱中缺失３４