大别山双河超高压榴辉岩中的水: 微区红外光谱分析

大陆深俯冲板块到一定深度后(约90~110km), 几乎没有含水矿物存在, 超高压岩石中名义上无水矿物(NAMs) 成为俯冲板块中水的主要载体, 是示踪超高压变质流体的重要途径.对大别山双河地区超高压榴辉岩中的石榴石和绿辉石进行了详细的微区傅立叶变换红外光谱(MicroFTIR) 分析.FTIR结果显示所有石榴石和绿辉石颗粒都含有结构水, 以OH的形式存在, 其含量范围分别为(30~1860)×10-6和(360~620)×10-6.榴辉岩全岩水含量为(300~750)×10-6, 表明即使是在超高压变质作用的温压条件下, 榴辉岩也可以至少携带数百10-6的水进入深部地球.对石榴石颗粒内部的多点观察发现, 结构水含量的分布出现2种情况: (1) 颗粒内部的均一分布; (2) 核部水含量高而边部低.石榴石颗粒边部的低水含量可能是抬升过程中由于压力降低引起的H扩散所致, 扩散出来的H可能构成了早期退变质流体的重要来源.对于同一样品来说, 结构水含量在绿辉石和石榴石之间的比值为0.5~3.5.      

名义上无水的地幔矿物中结构水的研究进展

介绍了研究名义上无水地幔矿物中的结构水的科学意义,综述了近年来该领域的一些主要研究进展。包括7个方面:①结构水赋存状态的确定;②结构水含量的测定;③氢的结合方式;④氢在结构中的位置;⑤氢的稳定性;⑥氢的溶解度;⑦氢同位素组成。指出了存在的问题以及今后的研究方向,呼吁我国学者积极加入到这一前沿领域中来。     

汉诺坝幔源单斜辉石巨晶中的结构水:红外光谱观察

本文利用傅立叶变换红外光谱技术对产自河北汉诺坝新生代玄武岩中的4个单斜辉石巨晶进行了微量结构水的观察．确定3SOOcm‘左右和3620cm－‘左右两组峰为结构OH吸收峰,其中3500cm(-1)‘左右是主要特征吸收峰。单斜辉石巨晶自源区被携带至地表的过程中未经历明显的红扩散丢失。结合文献中的资料可以认为,上地幔中水的分布可能是不均一的。     

红外光谱测定绿辉石结构水含量的两种吸收系数之比较

使用目前常用的两种红外吸收系数,对超高压榴辉岩中绿辉石的结构水含量分别进行了计算;结合最近的一些文献数据,对两种计算结果进行了对比分析;定量比较了两种方法的优劣,表明使用Bell等(AM,1995,80:465-474)的吸收系数会使得计算结果明显偏高(一倍左右),这会对理解水对地球内部物性和动力学的影响带来较大的不确定性。本文计算表明,使用Libowitzky和Rossman(AM,1997,82:1111-1115)的方法计算绿辉石中的水可能更加准确,相应的红外摩尔吸收系数应该为(13.43±0.12)ppm-1.cm-2,即(7.47±0.0647)×104L/molH2O.cm-2。     

华北新太古代和中生代大陆下地壳中的水:以汉诺坝地区为例

应用显微傅里叶变换红外光谱技术,对华北克拉通北缘汉诺坝地区的太古宙地体麻粒岩和新生代玄武岩中捕虏体麻粒岩(中生代底侵成因)的主要组成矿物(单斜辉石、斜方辉石、斜长石和石榴子石)进行了详细分析.结果表明,无论是地体麻粒岩还是捕虏体麻粒岩,岩石中的主要组成矿物均含有结构水,主要以OH形式存在.同种产状麻粒岩的矿物水含量(H2O%)均存在较大的变化,而且都远远超出实验误差,表明下地壳内水的分布可能是不均一的.两种产状麻粒岩的矿物结构水含量有着显著的不同,地体麻粒岩中矿物的水含量是捕虏体麻粒岩的2倍以上.太古宙-古元古代形成的安徽女山新生代玄武岩中的捕虏体麻粒岩具有与汉诺坝太古宙地体麻粒岩相似的水含量范围,但明显高于汉诺坝中生代形成的捕虏体麻粒岩.由此看来,早期(太古宙-古元古代)下地壳的水含量要比中生代形成的下地壳高得多,这可能指示不同时代下地壳在形成机制和性质上的不同.     

丽江玄武岩水含量：对峨眉山大火成岩省源区水含量分布特征的启示

近年来对太古宙科马提岩和显生宙大火成岩省中苦橄岩的水含量、地幔潜热、源区成分等研究表明,这些短时间内喷出巨量岩浆的地表过程都与水化的地幔柱有关。峨眉山大火成岩省位于扬子板块西部,是我国被公认的大火成岩省之一。前人从地球化学的角度将其分为西、中、东三区;并通过对西区丽江、永胜、宾川、大理苦橄岩和中区二滩玄武岩的水含量分析,发现形成峨眉山大火成岩省的地幔柱可能自喷发初期就已普遍存在强烈的水化,且该特征持续至喷发中晚期。然而前人的研究着重于苦橄岩,对作为大火成岩省主体部分的玄武岩研究甚少。本文以位于西区的仕满、大具剖面中的高Ti/Y玄武岩为研究对象,采用单斜辉石斑晶反演原始熔体水含量的方法,得到仕满、大具玄武岩原始熔体的水含量下限分别为1.15%和0.83%,该水含量略低于丽江苦橄岩水含量。而计算出的源区最低水含量分别为1380×10^-6和1245×10^-6,与二滩玄武岩相当。结合前人报道的数据,本次工作的结果证明了峨眉山大火成岩省的地幔柱水化现象普遍且长期存在,地幔柱内部的热化学组成是不均一的,且其热化学结构是随着时间而发生变化的。本次工作还暗示...     

月球上的水从哪里来?——来自月球高地样品的信息

<正>从阿波罗登月时代开始,月球就被认为是由火星大小的物体和早期原始地球大碰撞形成的。大碰撞形成了巨大的岩浆海,高温去气作用造就了一个"干"的月球。但近期月球物质中水的发现使科学家们重新思考在月球增生阶段水的保存和后期水的加入的可能性。英国Open大学Barnes研究员及其研究团队与英国自然历史博物馆和美国新墨西哥大学陨石研究所等研究机构合作,对来自阿波罗任务采集的月球高地花岗岩、橄长岩和苏长岩中的磷灰石进行了水含量和氢同位素组成的研究。结果发现橄长岩中磷灰石     

地壳水化引起的大陆抬升

<正>长久以来,大范围内构造相对稳定的陆块单元的抬升一直未得到很好的解释,例如美国西部科迪勒拉造山带东部的高平原(high plains)和怀俄明克拉通就是典型的例子。不同于美国西部其他区域新生代以来的隆升可以不同程度归结于地壳短缩、岩浆和地幔岩石圈减薄等过程,高平原内部缺乏构造运动和岩浆活动,因此其隆升机制和动力学过程尚不清楚。考虑到整个科迪勒拉在大尺度上的抬升,控制高平原和怀俄明克拉通抬升的地质过程也同样影响科迪勒拉其他区域。因此弄清其抬升的机制具有     

夏威夷橄榄岩中橄榄石的水含量存在多尺度的不均一性

<正>橄榄石是上地幔的主要组成矿物,尽管它的理想化学式中不含H,但是晶格缺陷中仍然能够含有10-6量级的"水"。虽然含量少,但是这些结构水对于矿物(以至于岩石系统)的熔融行为、流变学特征以及电导率和热导率都有显著的影响。因此,研究橄榄石中H的分布和活动性是理解地球动力学过程的重要内容,也是近年来学界的热点之一。美国NASA的研究员Anne Peslier博士及其合作者最近对来自夏威夷     

汉诺坝幔源单斜辉石巨晶氢同位素组成的离子探针分析:微尺度不均一性

运用离子探针技术测定了河北汉诺坝新生代玄武岩中3个单斜辉石巨晶的氢同位素组成,结果显示同一颗粒内部表现出微尺度的不均一性,2mm范围内δD的变化达到60‰。δD和氢含量之间不存在同步的变化,巨晶内部的化学成分均一,因此我们认为巨晶的氢同位素不均一性继承自母岩浆。母岩浆的氢同位素变化可能是去气过程中气相与熔体之间的分馏引起的。单斜辉石巨晶形成后很短的时间内即被寄主岩浆带至地表并经历了快速淬火。