西藏雅鲁藏布江蛇绿岩带罗布莎地幔橄榄岩的成因

广泛分布在雅鲁藏布江蛇绿岩带的地幔橄榄岩是没有蛇纹石化的新鲜岩石,因而通过显微镜下观察和全岩化学分布探索其成因和地幔活动,是十分有利和简便的。最近几年来,利用岩石化学资料揭示远洋橄榄岩,认为它不是原始地幔岩经分或分离熔化作用萃取出玄武岩熔体后的直接残余物。罗布落蛇绿岩橄的镜下观察和岩石化学资料也证明,它不是原始地幔岩经局部熔化后的残余物,而且由来自更深层的地幔过渡带的硅酸盐超高压矿物底辟上升经熔取     

雅鲁藏布江蛇绿岩中超高压矿物硅尖晶石的研究

从西藏雅鲁藏布江蛇绿岩带的罗布莎蛇绿岩的铬铁矿中，发现一个由70-80种奇异矿物组成的地幔矿物群，其中包括一种成分特殊的尖晶石类矿物。该种尖晶石呈包裹体分布在毒砂中，28粒该矿物的平均化学成分：Na2O 1.58％，MgO7．52％，Al2O3 36．59％，SiO2 44．45％，FeO 8．72％，并含少量CaO和TiO2。经激光拉曼谱仪测试，一部分颗粒具有Franclinite（锌铁尖晶石ZnFe2O4）拉曼谱。根据尖晶石结构和化学成分，可以得出两种分子式：（Mg0．52Na0．14Fe0.32Al0.74）1.72（Si2.00Al1.20）3.20O8和（Mg0.52Na0.14Fe0.32Si0.50）1.48相（Si1.50Al1.94）3．44O8。两种分子式都表明阳离子Si呈六配位占据尖晶石八面体晶格位置。Si离子呈六配位的硅酸盐。实验证明具有超高压性质，来自相当于过渡带400-670km的深部。表明西藏雅鲁藏布江蛇绿岩（古大洋岩石圈）的岩浆活动达到过渡带。可能是地幔柱活动将硅尖晶石类等超高压矿物搬运到上地幔浅部的。     

西藏隆子县北部蛇绿岩的发现及其意义

西藏隆子县北部，沿卡拉－邛多江断裂分布的一系列超基性岩岩块，是洋壳蛇绿岩的组成部分一变形橄榄岩，它们并非来自亏损的地幔，而来源于软流圈，是西部白地拉昂错等地蛇绿岩的东延，构成印度河－雅鲁藏布江蛇绿岩带以南的又一条蛇绿岩带，代表新特提期洋盆早期闭合的遗迹。     

西藏蛇绿岩中不寻常的地幔矿物群

在西藏雅鲁藏布江蛇绿岩的铬铁矿中，首次发现由100余种（亚种）矿物组成的地幔矿物群，其中包括：自然元素，合金，氧化物，硫（砷）化物和硅酸盐。根据实验资料，其中一部分是超高压成因矿物。可能来自地球核-幔边界，是地球外核与下地幔底部硅酸盐之间化学反应的产物，另一部分矿物可能来自下地幔，过渡带和上地幔。西藏地幔矿物群，无论在矿物学和地球动力学上均有重要意义。     

蛇绿岩型金刚石的特征

蛇绿岩型金刚石产在蛇绿岩地幔橄榄岩和铬铁矿中,不同于产在大陆克拉通的金伯利岩型金刚石,也不同于产在板块俯冲带中的超高压变质型金刚石和陨石撞击成因的金刚石。蛇绿岩型金刚石的主要特征是粒度普遍较小,多数在200~500μm之间,C同位素显示极低的δ13CVPDB值(-28‰~-18‰),金刚石中包裹体以含富Mn的矿物为特征,金刚石产在蛇绿岩大洋地幔橄榄岩中,其构造背景为板块缝合带。金伯利岩型金刚石粒度可达厘米级,是大颗粒宝石级金刚石的主要来源,其C同位素显示轻微低的δ13CVPDB值(-10‰~-5‰),包裹体矿物多为富Mg的矿物组合,金刚石产在克拉通和大陆岩石圈构造背景。超高压变质带中的金刚石颗粒十分细小,由数微米至100μm,C同位素为中等低的δ13CVPDB值(-15‰~-7‰),金刚石通常与碳酸岩和地壳成因矿物伴生,含有金刚石的超高压变质岩石形成的构造背景为板块深俯冲边界。形成于陨石撞击的金刚石产出和研究均较少,金刚石通常也是微米级,产出在陨石撞击形成的变质岩中,伴生矿物的成分与与撞击变质的原岩有关。以上四类金刚石无论野外和室内区分显著,由此,可以将蛇绿岩型金刚石归为地球上一种新的金刚石产出类型。     

赣东北蛇绿岩地幔橄榄岩岩石成因及其地质意义

赣东北蛇绿岩作为华南少有的前寒武纪蛇绿岩长期都是华南大地构造研究中的热点。该蛇绿岩地幔橄榄岩以方辉橄榄岩为主,稀土总量为0.83×10-6~2.62×10-6,远低于原始地幔的含量,而Mg O含量高于原始地幔。稀土元素表现为LREE相对富集,微量元素表现为大离子亲石元素(LILE)富集,高场强元素Nb明显亏损的特征,这表明赣东北地幔橄榄岩具有亏损地幔源区特征,同时也有不同程度的俯冲带流体的交代特征。HREE模拟的部分熔融程度为10%~30%;同时,赣东北蛇绿岩地幔橄榄岩中同时包含Cr#60和Cr#60两种不同成因的铬尖晶石,说明其经历了MOR(mid-ocean ridge)和SSZ(supra-subduction zone)两种构造环境。结合前人资料,笔者推测赣东北蛇绿岩早先可能形成于洋中脊环境(约1060 Ma),随后在洋内俯冲作用下(约970 Ma),位于俯冲带上部的地幔橄榄岩受到了来自俯冲带的流体/熔体的交代,经历了SSZ环境的改造。     

MOR型蛇绿岩中地幔橄榄岩的地质特征

地幔橄榄岩是指来自陆下、弧下或洋脊下的岩石圈地幔岩,通常通过构造侵位(冷侵位)的方式存在于造山带中,如造山带橄榄岩、蛇绿岩中的橄榄岩以及火山岩中的地幔橄榄岩等。本文选取了4个具有MOR型属性的蛇绿岩中地幔橄榄岩体,对比研究了其与深海橄榄岩在岩石学、地球化学、同位素地球化学和岩石成因等方面的特征,认为与深海橄榄岩性质的综合对比是识别MOR型蛇绿岩中地幔橄榄岩的有效方法之一,同时在蛇绿岩的分类中具有较好的参考价值。     

再论蛇绿岩中豆荚状铬铁矿的成因——质疑岩石/熔体反应成矿说

着重论述了蛇绿岩地幔橄榄岩中豆荚状铬铁矿的成因,并对现今盛行的岩石/熔体反应成矿说提出了质疑。世界含铬铁矿的地幔橄榄岩均显示上部偏基性、下部偏酸性的垂直熔融分带,与蛇绿岩堆晶岩中上部偏酸性、下部偏基性的岩浆分异垂直层序恰恰相反。豆荚状铬铁矿与熔融剖面上部的纯橄岩或纯橄岩-方辉辉橄岩杂岩带紧密伴生。豆荚状铬铁矿是原始地幔岩高度熔融再造的产物,高铬型铬铁矿与PPG型蛇绿岩伴生,形成于岛弧或弧前盆地环境;高铝型铬铁矿与PTG型蛇绿岩伴生,形成于扩张脊（MOR）或弧后盆地环境。玻安岩（boninite）与高铬型豆荚状铬铁矿无成因关系,铬铁矿（或富铬矿浆）的形成反而为boninite提供了其形成所需的残余地幔;高铝型铬铁矿不是地幔橄榄岩/拉斑玄武质熔体反应形成的,而是富铬矿浆与基性熔体发生再平衡的产物。豆荚状铬铁矿中超高压矿物包体的出现为其地幔深部成因提供了佐证,而boninite形成于浅部较低压的条件;豆荚状铬铁矿中富集强相容元素IPGE（Os、Ir、Ru）合金,boninite富集不相容元素PPGE (Pt、Pd)硫（砷）化物, 而亏损IPGE,显示其形成较晚。因此,boninite与铬铁矿无生因关系,两者均受岛弧（或弧前盆地）环境的制约而在空间上相伴产出。     

雅鲁藏布江蛇绿岩带西段达机翁地幔橄榄岩组成特征及其形成环境分析

雅鲁藏布江蛇绿岩带自萨嘎以西分成南北两个亚带。对两个亚带蛇绿岩的各自特征及成因联系的研究,是探讨雅鲁藏布江西段的新特提斯洋构造演化的关键。北亚带蛇绿岩呈构造岩块产于冈底斯山前喀喇昆仑断裂带的南侧。其中,位于北亚带西北段的达机翁蛇绿岩,主要由地幔橄榄岩,玄武岩夹硅质岩组成,各单元间断层接触。对达机翁蛇绿岩的地幔橄榄岩开展的组成特征研究表明:(1)地幔橄榄岩主体为方辉橄榄岩,含少量的纯橄岩。方辉橄榄岩内产有豆荚状铬铁矿(呈豆状,块状以及浸染状),铬铁矿有一层纯橄岩的外壳;(2)达机翁方辉橄榄岩单斜辉石含量低,组成矿物以及全岩的地球化学特征均指示了这些样品经历了相对高的部分熔融作用;(3)方辉橄榄岩具有U型的球粒陨石标准化的稀土元素分配模式,Nb相对亏损,Ta,Zr和Hf具有弱的正异常,同时Sr和U具有强烈的正异常,这些特征可能与残余地幔和俯冲带熔/流体之间相互作用导致的轻稀土元素和部分微量元素的选择性富集有关。定量计算表明,达机翁地幔岩中的方辉橄榄岩来源于一个尖晶石相地幔源区的部分熔融,部分熔融程度大于25%,高于深海地幔橄榄岩的部分熔融程度(10%~22%)。这些橄榄岩形成时的氧逸度条件位于FMQ和FMQ+1之间,高于深海地幔橄榄岩(FMQ-1),与俯冲带环境的氧逸度条件一致。因此,我们认为达机翁蛇绿岩中的地幔橄榄岩形成于大洋中脊的环境,随后发生了洋内俯冲作用,位于俯冲带上部的地幔橄榄岩经历了俯冲带流/熔体的交代作用。     

西藏罗布莎蛇绿岩中不同产出的纯橄岩及成因探讨

罗布莎蛇绿岩中的纯橄岩有三种产出情况,除了与豆荚状铬铁矿伴生的薄壳状纯橄岩外,还有产在方辉橄榄岩底部被认为是堆晶岩的厚层状纯橄岩和方辉橄榄岩中的透镜状纯橄岩。厚层状纯橄岩约700～1000m厚,以橄榄石富镁(Fo93～95),单斜辉石低铝富镁(Al2O30.47%～0.85%,Mg#95～97),铬尖晶石高铬低镁(Cr#值平均77,Mg#平均51)为特征。该纯橄岩中的浸染状铬铁矿也是高铬低镁型,但Mg#值(平均59)高于厚层状纯橄岩的副矿物铬尖晶石。薄壳状纯橄岩与厚层状纯橄岩成分相近,其橄榄石Fo92～94,单斜辉石Al2O3<1%和Mg#95～97;铬尖晶石的Cr#值平均71,Mg#值平均52。与薄壳状纯橄岩伴生的块状铬铁矿为高镁高铬型,但Mg#值(平均68)相对更高些,Cr#值平均79。透镜状纯橄岩的特征是橄榄石Fo(91～92)和铬尖晶石Cr#(60左右)均低于前两类纯橄岩,但单斜辉石的Al2O3(1.41%～1.71%)则高于前两者。透镜状纯橄岩的矿物成分与方辉橄榄岩重叠,两者为渐变过渡关系。研究对比表明,罗布莎厚层状纯橄岩不同于经典的蛇绿岩的超镁铁质堆晶岩,认为将其成因解释为拉斑玄武质熔体与地幔橄榄岩的反应较为合理。透镜状纯橄岩与方辉橄榄岩存在成生联系,可能是地幔橄榄岩高度部分熔融的产物,或熔体和方辉橄榄岩在原位发生反应的产物;薄壳状纯橄岩成因与厚层状纯橄岩相同,但与其相伴的块状铬铁矿是否由拉斑玄武质熔体与方辉橄榄岩反应形成,值得商榷。     

西藏泽当地幔橄榄岩中的异常矿物及其指示意义

雅鲁藏布江蛇绿岩带内多个地幔橄榄岩体产有金刚石、碳硅石等异常矿物组合,为了进一步探讨这些异常矿物形成的物理化学条件,在前人已有的研究基础上,对泽当地幔岩体中526 kg的方辉橄榄岩样品开展人工重砂矿物学研究工作。研究表明,同雅鲁藏布江蛇绿岩带内的其他岩体相似,泽当地幔橄榄岩也选出了包含金刚石、碳硅石、锆石等30余种矿物。异常矿物组合指示泽当地幔橄榄岩中存在局部的超高压、极还原环境,可能经历了复杂的演化过程:即古老地壳物质通过深俯冲或者折沉作用,进入地幔甚至是地幔过渡带(410~660 km),随后经历了超高压、极还原环境的改造,在后续的地幔柱或地幔对流作用中从洋中脊上升至浅部环境并返回到地壳中。该过程中地幔橄榄岩中的异常矿物组合记录了岩石的演化信息,因此开展地幔橄榄岩中异常矿物组合的精细矿物学研究,对认识壳-幔物质交换以及深部地幔动力学过程都有重要的研究意义。     

来自蛇绿岩地幔的硫（砷）化物矿物组合

近来在西藏雅鲁藏布江蛇绿岩带的罗布莎蛇绿岩块的地幔豆荚状铬铁矿中发现一个包括金刚石、柯石英、自然元素、合金、氧化物以及硫(砷)化物组成的地幔矿物群。该矿物群的硫(砷)化物具有特殊化学成分并呈包裹体分布在贱金属(BM)和铂族元素(PGE)或它们的合金中,大量化学成分分析得知它们主要由下列元素组成:S、As、Te、Fe、Ni、Co、Cu、Pt、Pd、Ru、Rh、Os、Ir、Mn和Ti。根据化学成分可辨别出约30种硫(砷)化物矿物:FeS、NiS、(Ni,Fe)S、Fe3S2、Ni3S2、(Ru,Os,Ir)S2、Rh7As3、Rh5Ni(Cu)As4、Pd4Rh3As3、Pd8As2、Pd3TeAs、Pd7Te3、RuAs、PtAs2、Ni4Rh3As3、Rh(As,S)2、(Rh,Ir)(As,S)2、Ir(As,S)2、MnS、Ti7S3、Ti7N3、Rh3.5Se3.5CuS2、RhS、Ir2S3、(Ir,Cu)2、S3(Co,Ni,Fe)2(As,S)3、(Ir,Pt)(As,S)2、Ru3(As,S)7以及(BM)x(PGE)yS10-(x y)等,其中包括已定名和未定名的矿物。由于矿物粒度小(<25μm),缺乏X射线分析资料,有待进一步研究。     

西藏罗布莎地幔橄榄岩变形显微构造特征及其地质意义

地幔橄榄岩是罗布莎蛇绿岩的主要组成成分之一,通过显微构造特征可对其变形特征进行分析,确定流变学参数,探讨地幔橄榄岩的变形历史。以蛇纹石化程度较低的二辉橄榄岩和方辉橄榄岩为研究对象,橄榄石位错特征研究显示,本区橄榄石主要发育了低温常见的直线型自由位错,局部可见位错弓弯、位错环、位错壁等高温位错,反映罗布莎地幔橄榄岩变形以低温塑性流变为主,局部经历了高温塑性流变,主导变形机制为位错蠕变。橄榄石自由位错统计结果表明,二辉橄榄岩中的橄榄石自由位错密度为4.422×107/cm2,方辉橄榄岩中的橄榄石为9.137×107/cm2,变形过程中所受差异应力分别为65MPa和93MPa。橄榄石和斜方辉石显微组构测量采用了电子背散射衍射技术(EBSD),分析结果表明,橄榄石均发育A型组构,为浅部地幔常见的组构类型,该结果与金刚石、柯石英等超高压矿物所指示的形成深度不一致。     

雅鲁藏布江缝合带西段达机翁地幔橄榄岩及铬铁矿的铂族元素特征

达机翁蛇绿岩位于雅鲁藏布江缝合带的西段北亚带,该蛇绿岩主要由地幔橄榄岩、玄武岩以及硅质岩组成,其中地幔橄榄岩以方辉橄榄岩为主,同时含有少量的纯橄榄岩,纯橄岩主要呈不规则透镜状或团块状分布于方辉橄榄岩中。在达机翁地幔橄榄岩中产出有3种不同类型的铬铁矿,分别为块状,豆状以及浸染状铬铁矿。文章主要对达机翁地幔橄榄岩的方辉橄榄岩及豆荚状铬铁矿进行了研究,结合岩石的主量元素和铂族元素,对地幔橄榄岩和豆荚状铬铁矿的成因以及雅鲁藏布江缝合带的找矿远景进行了探讨。达机翁地幔橄榄岩具有较高的Mg O含量以及较低的Al2O3和Ca O等含量,这种亏损的全岩成分指示了达机翁地幔橄榄岩经历了较高的部分熔融作用,同时方辉橄榄岩的PGEs的总量为23.68×10-9~31.02×10-9,高于原始地幔的值,Pd和Cu 2个元素的含量较为分散明显偏离部分熔融曲线,指示了达机翁方辉橄榄岩可能遭受了熔体的改造,在熔体-岩石反应的过程中,导致了富含PPGE的硫化物的加入。达机翁豆荚状铬铁矿为高Cr型铬铁矿,具有IPGE和Rh明显富集以及Pt,Pd明显亏损的特征,不同类型的铬铁矿之间具有一致的PGEs的分配模式。雅鲁藏布江缝合带内大量分布的超镁铁岩体在岩石组合、地球化学特征、成因以及形成时代等方面,均具有相似性,是中国铬铁矿找矿的有利远景区。     

西藏西南部达巴—休古嘎布绿岩带铬铁矿的找矿前景

雅鲁藏布江蛇绿岩带长1500km以上,分为东段(曲水—墨脱)、中段(昂仁—仁布)和西段(萨嘎以西至中印边境)3部分。西段又进一步分为北亚带(达机翁—萨嘎蛇绿岩带)和南亚带(达巴—休古嘎布蛇绿岩带),以往的研究程度很低。达巴—休古嘎布蛇绿岩带的蛇绿岩体(块)由地幔橄榄岩组成,主要岩石类型是方辉橄榄岩和纯橄榄岩,极少量二辉橄榄岩,缺少典型蛇绿岩剖面中的洋壳单元。带内岩体规模大,岩相分带明显,出现较大面积的纯橄榄岩相。拉昂错、东坡、当穷岩体和休古嘎布岩体群发现有较多的铬铁矿化点,矿体呈透镜状(豆荚状)、短脉状、不规则状,矿石以致密块状为主,少部分为浸染状,Cr2O3含量一般达40%以上。矿化类型属于豆荚状铬铁矿。对比研究显示,该岩带的岩体在构造环境,蛇绿岩的类型,岩体规模,岩石组成,保存部位,部分熔融程度,岩石、矿物地球化学特征,铬铁矿化特征等许多方面与国内外大型豆荚状铬铁矿床的含矿岩体相似,成矿条件好,找矿前景较大。提出区内找矿前景最好的地段是拉昂错岩体西北部的纯橄榄岩相,其次是东坡岩体的纯橄榄岩相、纯橄榄岩-方辉橄榄岩相,以及当穷岩体的方辉橄榄岩-纯橄榄岩相。     

西藏雅鲁藏布江缝合带东波地幔橄榄岩中金刚石的发现及地质意义

本文报道了雅鲁藏布江缝合带西段的东波蛇绿岩地幔橄榄岩中发现与罗布莎和普兰岩体相似的金刚石和特殊地幔矿物群。东波地幔橄榄岩体以方辉橄榄岩为主,含少量二辉橄榄岩和纯橄岩,辉石岩和辉长岩呈脉状产在方辉橄榄岩中。岩石地球化学特征表明东波岩体形成于MOR环境后受到SSZ环境的改造。通过重砂分选实验,在693 kg的地幔橄榄岩大样中发现了金刚石和碳硅石等30余种特殊矿物群,包括金刚石、自然铬、自然金、自然铁、自然硅、自然铜等自然元素矿物类;碳硅石等碳化物;铬尖晶石、金红石、铬铁矿、刚玉、黑钨矿、铌钽铁矿、磁铁矿、赤铁矿、方铁矿、锡石等氧化物;铁铬镍合金、镍铁合金、铜锌合金等合金互化物;辉钼矿、方铅矿、辉铋矿、黄铁矿、黄铜矿、毒砂和闪锌矿等硫化物;橄榄石、辉石、锆石、蓝晶石、白云母、蛇纹石、绿帘石等硅酸岩;萤石等氟化物。该矿物群与雅鲁藏布江缝合带的罗布莎和普兰两个岩体中发现的特殊矿物群非常类似,同时也为蛇绿岩型金刚石这一新类型提供了佐证。     

西藏达巴—休古嘎布绿岩带铂族元素的分布特征

区内各岩体的地幔橄榄岩中PGE含量及分布型式有所差异.相对于原始地幔,拉昂错和东坡岩体的PGE含量没有显著异常,标准化分布曲线大致平坦,PPGE与IPGE之间分馏不明显,总体特征与中国日喀则地区以及阿尔卑斯和东地中海地区的地幔橄榄岩相似.而当穷岩体的PPGE含量变化范围较大,出现IPGE与PPGE强分馏.单斜辉石岩脉的PGE含量及分布型式与地幔橄榄岩不同:Os、Ir、Ru、Rh亏损而Pt、Pd富集,模式曲线向左倾斜,可能反映其较高程度部分熔融作用和熔体分离作用的产物.铬铁矿石的PGE含量较高,而且变化幅度大(19.7×10-9～5526×10-9),各样品∑PGE平均值(729.33×10-9)是原始地幔的25.6倍.与原始地幔相比,Os、Ir、Ru、Rh总体上表现为较强富集,Pt、Pd富集与亏损并存.其标准化模式曲线较分散,曲线向右倾斜,IPGE与PPGE分馏较强,多数样品呈现Pt负异常.这些特点与中国罗布莎、希腊、南斯拉夫以及塞浦路斯等世界各地蛇绿岩中的铬铁矿床类似.铬铁矿石的PGE含量与相应样品的BMS含量无相关性,PGE不是主要赋存于BMs内.推测PGE主要以PGM的形式存在,具体矿物名称有待进一步发现与研究.     

西藏罗布莎豆荚状铬铁矿中发现超高压矿物柯石英

在西藏雅鲁藏布江蛇绿岩带东段的罗布莎豆荚状铬铁矿床中发现典型的超高压矿物柯石英和蓝晶石, 二者呈针柱状交生, 产在一个以TiFe合金成分为主的颗粒(0.7mm× 0.5mm大小) 的最外部.该颗粒从内到外由4层矿物组成, 分别为TiFe合金主体、2 0~ 70 μm宽的自然钛、约10 μm宽的TiSi合金及30~ 5 0 μm宽的柯石英和蓝晶石为主的硅酸岩和氧化物层.主体矿物为高Ti低Fe的TiFe合金, 内部出现由细粒状低Ti高Fe的TiFe合金和自然钛组成的蠕英结构.最外层由柯石英和蓝晶石组成的格架中分布细粒的Si金红石和Ti-Mg -K -Na -Ca氧化物.初步认为TiFe合金从深部高温高压环境往浅部上升过程中, 内部发生局部熔融, 分解出自然Ti, 并在其边部与其他硅酸岩矿物或熔体发生反应, 形成柯石英和蓝晶石.这一过程可能发生在洋脊拉张环境, 由于地幔柱的上涌, 将深部的豆荚状铬铁矿带到浅部, 使得其中包裹的一些高温高压环境下稳定的矿物变得不稳定, 发生熔融和交代反应, 形成新的不平衡的矿物组合.罗布莎柯石英的这种不寻常产出特征说明是在减压过程中形成, 不同于造山带中常见的由板块俯冲增压过程中形成的柯石英