地壳岩石在地幔深度内的变质作用:变泥质岩石中的高压矿物和矿物组合

变质相的范围,经典的概念是在大陆莫霍面的深度内,其压力在10～12kb,并可延至30kb。即使是明显的地壳来源的岩石,例如,泥质变质岩。根据新近发现的阿尔卑斯和地中海地区的高压变泥质岩和MgO-Al_2O_3-SiO_2-H_2O、K_2O-MgO-Al_2O_3-SiO_2-H_2O系的高压实验研究,提出了一种新的观点:即地质变质作用新领域内特别重要的指示矿物是Mg—Fe纤锰柱石(Carpholite)、富Mg硬绿泥石(Mg—chloritoid)、镁铝榴石、柯石英、多硅白云母和ellenbergrite;主要的矿物组合是滑石+蓝晶石,滑石+硬绿泥石,滑石+镁铁榴石,滑石+多硅白云母,硬玉+石英,和硬玉+蓝晶石。由于在西部阿尔卑斯的Dofa Maira地块惊奇的出现了镁铝榴石—柯石英岩石,这对新概念的形成起了主要作用。它相当于白片岩(滑石—蓝晶石岩石)是极高压的岩石。它反映了陆壳板块的俯冲作用深度至少为90km。这种岩石遭受了蓝片岩相的退化变质作用,蓝闪石交代了镁铝榴石。在大陆与大陆碰撞期间,假如俯冲角度很大,那么陆壳的俯冲深度可以非常深。然而,利用地球动力学的原理仍不能较好的解释这种岩石返回到地表的机制。尤其重要的是早期造山阶段,碰撞带内达到地热平衡之前地壳俯冲的岩石就返回到较浅部位,以及当构造运移期间与冷却有关而发生减压时,非常高压的矿物能保留下来是可能的。如果不是这种情况,偶然上升到陆壳较浅部位,将导致高压岩石麻粒岩相和角闪岩相的矿物重新达到平衡,详细的显微电子探针工作是必要的。它可以探测正常的高级变质岩中高压条件的信息。     

德国Laacher See火山响岩中微量元素丰度和其矿物/溶体的分配系数

采自西德Eifel东Laachef Sce晚第四系具不同成份分带的火山碎屑岩层的二十六个全岩、七个基质和五十三个单矿物样品用中子活化仪器进行了分析。这些资料表明喷发前Laacher See岩浆房内的化学变化与其它资料导出的一致。岩浆房顶部是高度分异的晌岩,底部是富含铁镁质的响岩。一些不相容元素如Zn、Zr、Nb、Hf、U、LREE和HREE在顶部相当富集,而相容元素如Sr、Sc、Co、Eu强烈地亏损。中等可溶元素Ta和一些MREE在中间层位被耗损。全岩和基质资料表明,响岩溶体在化学成分上的分带性与斑晶含量无关。混染岩(响岩—碧玄岩)中相容元素的丰度最大。所有元素(除Rb外)对于浮岩地层层位来说,都出现连续的成份变化。依据这些资料我们能划分出三个主要的单元:早期喷出的高度分异岩浆,发生演化的响主体和作为最终产物的铁镁质响岩。九个矿物相的微量元素分配系数(K)的巨大变化就地层层位而论不能用常规的机制进行解释。我们假定响向岩熔体中微量元素含量的明显变化由结晶作用控制着分异作用,而分异同时和(或)之后的液—液两相分异作用所控制。这又引起了斑晶和主岩基质之间不平衡。所以分配系数不同于平衡分配系数,相当于后期结晶作用总和。不同于基质成份。这样,就能利用△K—△M图(K的变化相对于M的变化关系图)讨论变化的分配系数K和基质M之间的关系。这个图的不同部分与不同参数有关(T、P、聚合作用,杂岩建造,分带岩浆柱中的平衡结晶作用晚期结晶作用和非平衡效应),这些参数能大体说明分配系数变化的原因。△K—△M图能够区别由分异岩浆系统产生的天然火山岩中影响分配系数的不同作用。     

见于花岗闪长岩中的黑云母的铷含量与粒度的相关性

所收集的两个岩石样品,一个取自系岛花岗闪长岩,另一个取自杷木花岗闪长岩,主要是研究黑云母粒度与Rb和Sr含量及黑云母的Rb—Sr放射性年龄的相关变化。为此,从这些岩石样品中分离出黑云母晶体颗粒精制,分选成大小碎片,然后再分析。取自系岛和杷木花岗闪长岩的黑云母样品显示出粒度与Rb含量的相关变化具有相同性。且在粒度为500μm处有明显的间断(图1)。粒度由粗到细,Rb含量先是逐渐衰减、间断后急剧上升到高值,再降为平缓。这一间断解放释为存在有基性岩浆贯入到冷却的花岗闪长岩浆中,结果花岗闪长岩浆被加热。因为在结晶作用期间,岩浆不可能逐渐地消耗Rb,所以,粒度与Rb含量的相关变化取次于黑云母与共生岩浆之间的温度与Rb分配系数的相关变化。取自系岛花岗闪长岩中的黑云母样品的粒度组确定了一个单一的其年代为87.3±0.5Ma、原始~(87)Sr/~(86)Sr比值为0.70629±0.00013的等时线。取自杷木花岗闪长岩的黑云母样品的粒度组未确定出单一等时线,但表明了粒度与年代的相关变化(表2)。粒级大于24目时,得到这样的年代如93.4Ma和92.2Ma。这些年龄值可以解释在结晶作用期间所发生事件的集中原因。粒级小于32目时行到较为年轻的年龄值87.6±0.4Ma。这一年龄有可能圈出完整的结晶作用时间。24目～32目之间的粒级,给出人们难以理解的年轻年代值82.6Ma。     

火山岩全碱—二氧化硅图的化学分类

火山岩的化学分类应该是非成因的,应该与以实际矿物含量为基础的深成岩的QAPF分类相一致.过去,用化学分析值计算实际矿物含量已进行过多次尝试(如Washington,1917;Rittmann,1973),但均未取得满意的结果.人们也曾试图采用标准矿物方法重新计算QAPF各参数值,但因为不知道长石的性质和其它一些相似的条件(Streckeisen和LeMaitre,1979;Le Maitre,1984)而不能得到实际矿物和计算标准矿物的确切对应关系,     

美国亚利桑那北部矿化角砾岩筒地球化学勘探

亚利桑那州北部一些峡谷和高原上分布有数千个溶蚀塌陷角砾岩筒,其中,80％以上为铀或铜矿化岩筒。尽管目前核原料市场萧条,但由于部分岩筒中铀矿石品位很高,而且还伴生有Ag、Pb、Zn、Cu、Co和Ni等达到综合利用的金属,因而,角砾岩筒铀矿床的开采和勘探活动仍然是一派繁荣景象。亚利桑那北部的广大地区均是由未受切割的高原组成。由于矿山开采在靠近高原的地方要比峡谷地区容易得多,因而寻找高原地区的岩筒就显得更为重要。岩筒规模较小,一般直径不到600英尺(20米),而且在高原上露头很少,这给勘探带来了一定的困难。角砾岩筒一般均延伸到密西西比红墙灰岩中,在高原上,岩筒有时会以环状地貌形式出露于地表。遗憾的是,那些延伸到二迭系凯伯布灰岩和托勒威普组岩石中的无矿近地表塌陷地貌在地表也表现出同样的特点。因此,在进行铀矿化岩筒勘探时,区别这两类环状地貌就成了关键。在上述这两种塌陷地貌中,目前已进行了各种地球化学地球物理勘探方法的试验。由于矿床规模小,以及在上覆岩层中地球化学标记显示不清楚,所以在应用水文地球化学和水系沉积物等许多踏勘地球化学测量方法勘探矿化角砾岩筒时,效果都不佳。在通过航空照片分析和其后的野外填图确定的一些塌陷地貌上,试验了几种详细地球化学测量方法。结果表明,应用这些方法可以将塌陷地貌与周围围岩区别开来: (1)岩石地球化学特点与矿化角砾岩筒相比,通常显示较低的Ag、As、Ba、Co、Cu、Ni、Pb、Se和Zn异常。 (2)土壤测量可能是用于区别角砾岩筒与周围地层的一种最好的方法。虽然土壤中大多数异常元素的含量仅为本底值的两倍,但是在塌陷地貌上布置的采样线采样分析结果表明:与塌陷外面相比,在塌陷内部,异常元素表现一致富集特点。 (3)在一已知矿化岩筒上进行的蜡样芽孢杆菌生物测量结果表明,环状断裂内样品中的含量要比角砾岩筒外的样品高得多。 (4)土壤氦气测量在7个塌陷地貌上进行了试验,但有5个塌陷的测量结果不令人满意。地球物理测量,如脉冲计数声频磁大地电流和大地电流场剖面数据表明矿化岩筒与岩筒周围地层之间存在特征性的传导率差别。应用这些地球物理方法再结合地球化学测量方法对由航空照片分析和野外填图确定的塌陷地貌进行详细研究,对以后如何选择岩筒进行钻探是十分有意义的。     

异剥钙榴辉长岩化带中的含铜自然金

1908年,A.B.尼古拉耶夫曾描述过南乌拉尔被称为“金山”区内的产在脉状绿泥—石榴辉石岩体(按现代术语,为“异剥钙榴辉长岩”)中的浸染含铜自然金。此种自然金具有含铜非常高的特点,曾引起许多研究者(洛热奇金、彼列利亚耶夫、诺夫戈罗多瓦、P.O别尔松、波克罗夫斯基等人)的注意,他们的研究成果确定了含铜自然金为AuCu_3(铜金矿)相、AuCu(四方铜金矿)相和含汞的银金矿相。上述矿物被为罕见。因此,当详细研究异剥钙榴辉长岩中金矿化显示时,对所获得有关这些矿物的资料很感兴趣。