金刚石分类、组成特征以及我国金刚石研究展望

金刚石由于其独特的物理化学性质,在经济生产与科学研究中均具有重要价值.金刚石形成于地球大于150 km的深度范围内,是人类可以获得的来自地球深部地幔乃至核幔边界的最直接的样品,因此可以为研究地球深部物质组成和物理化学条件提供重要的素材.金刚石由碳元素组成,还含有微量的杂质元素（如氮、硼、氢、氧等）,其中氮和硼元素对于划分金刚石的晶体结构类型发挥着重要的作用.根据金刚石的产出类型,金刚石可以划分为幔源型、超高压变质型、陨石相关型以及蛇绿岩型金刚石.全球约百分之一的幔源型金刚石含有包裹体,对这些包裹体的研究显示,金刚石主要来源于地球150~200 km深度的岩石圈地幔.这些含有包裹体的金刚石中,仅有1%的金刚石来自于地球深部的软流圈、地幔过渡带、下地幔、甚至核幔边界.我国的金刚石产出类型多样,但是,目前仅山东蒙阴、辽宁复县的金伯利岩矿床以及湖南沅水的砂矿具有经济价值.蛇绿岩型金刚石是近年来金刚石研究领域取得的重要进展,该类型金刚石分布在全球多个造山带不同时代、不同构造属性的蛇绿岩地幔橄榄岩和铬铁矿中,被认为是一种新的金刚石的产出类型.相对于其他国家和地区的金刚石的研究,我国的金刚石领域的研究程度相对较低,缺乏对金刚石结构、化学组成以及包裹体组成的系统研究,制约了对我国金刚石成因的认识,限制了我国的金刚石的找矿工作.因此,亟需结合先进的分析手段对我国的金刚石及其围岩做进一步的研究,以期揭示金刚石的形成过程,为金刚石的找矿提供理论基础.      

中国大陆科学深钻主孔岩屑中含钠和锌的尖晶石的发现

一种含钠和锌的尖晶石矿物产于中国大陆科学深钻主孔超镁铁岩中,以出溶的方式存在于钛铁矿和磁铁矿中,长5-60μm,宽2-3μm,化学组成（wB％）为MgO17．143％-22．337％,Al2O3 63．646％～66．492％,FeO9．784％～13．924％,ZnO 1．649％-6．386wt％．Na2O 0．029％～0．219wt％。Na2O与ZnO在尖晶石中的含量呈正相关关系。经同步辐射测得其为尖晶石单晶,空间群为Fm3m,晶胞参数为a=0．83781am。根据尖晶石与钛铁矿、石榴石（pyr=56-58mol％）共生和石榴石退变为顽火辉石和镁绿泥石的特点,表明该尖晶石来自超镁铁岩,它们一起经历了至少为角闪岩相的变质作用。广泛的混溶间断现象及其所造成的出溶结构出现在氧化物中,表现为Mt-Usp、Mt-Spl及Mt-Ilm之间的交生。根据前人有关Mt-Usp和Ilm-Gk-Hem固溶体系的实验。表明主孔岩石的氧逸度相对较低,形成温度应在720℃以上。这些早期在岩浆分离结晶过程中形成的铁钛氧化物出溶体,在后来的超高压变质作用下可能发生再次固溶和因降温减压造成的出溶。     

青藏高原北部白垩纪隆升的证据

认为青藏形成统一大陆应该在印支期晚期古特提斯洋关闭和海水退出时。由于来自冈瓦纳大陆的羌塘微陆块向NE斜向俯冲 ,产生了印支期的阿尼玛卿、柴北缘和阿尔金大规模走滑断裂的形成 ,并且由于东部受到华南板块的阻挡 ,形成南北向的龙门山褶皱带。此阶段 ,地势较低 ,海拔不高。直至中特提斯洋在白垩纪早期关闭 ,来自冈瓦纳大陆的冈底斯微陆块沿班公湖—怒江一线俯冲到北部高原的下面 ,由于高原北部受到塔里木—阿拉善地块的阻挡 ,东部受到南中国板块的阻挡 ,高原北部开始隆升 ,形成高原雏形。高原南北统一大陆形成于新特提斯洋的关闭和印度板块沿雅鲁藏布江缝合带与欧亚大陆碰撞时 ,并在新近纪后开始快速抬升 ,形成现今的高原地貌 ,这已是共识。值得讨论的是 ,如何识别高原北部白垩纪时期的隆升 ,以及其对建立高原隆升模型和计算高原北部隆升速率的贡献。     

西藏日喀则白马让蛇绿岩:亚洲大陆边缘的小洋盆

藏南雅鲁藏布蛇绿岩被认为是新特提斯大洋岩石圈的残留。该带中段的日喀则白马让蛇绿岩是保存较完整的蛇绿岩岩块之一。该蛇绿岩主要由橄榄岩、蛇纹岩、镁铁质侵入岩和玄武岩组成,缺堆晶岩系。镁铁质侵入岩主要呈辉绿岩脉、岩床和少量的岩墙产出。辉绿岩脉在整个蛇绿岩层序中均有分布,侵入橄榄岩的部分岩脉已经变为变辉绿岩和异剥钙榴岩。辉绿岩床(墙)向上逐渐过渡为玄武岩。局部可见日喀则群整合覆盖在玄武岩之上。地球化学分析显示不同产状的镁铁质岩均属于低钾或中钾的拉斑玄武岩,亏损Nb、Ta、Ti和LREE,具有弧前玄武岩(FAB)或弧后盆地玄武岩(BABB)的特征,它们的Ti/V和Yb/V的比值与BABB或正常大洋中脊玄武岩(N-MORB)相似,Sr-Nd-Pb同位素数据指示了亏损地幔(DM)与富集地幔(EM)过渡的源区。镁铁质岩野外产出关系和地球化学特征表明,白马让蛇绿岩的镁铁质岩组合可能形成于SSZ环境。考虑到超镁铁质岩、镁铁质岩和日喀则群在空间上的连续性,认为白马让蛇绿岩可能是起源于亚洲大陆边缘俯冲带上的洋盆,属于原地系统,而非外来的构造岩片。     

张广才岭地块早-中二叠世镁铁质侵入岩体的年代学、地球化学及岩石成因

双凤山基性侵入岩体位于松嫩-张广才岭地块南缘,其岩石组成主要为橄榄辉长岩.锆石LA-ICP-MS U-Pb定年显示该岩体形成于279±4 Ma.岩石矿物组成主要为橄榄石、单斜辉石、斜方辉石、高An值（80.1~87.9）斜长石以及以反应边形式存在的角闪石,矿物学特征指示其母岩浆为经历过充分流体交代的富水岩浆.全岩主微量元素组成揭示其源区物质组成为石榴子石二辉橄榄岩,部分熔融程度约20%,岩浆演化过程中经历了斜长石堆晶作用以及斜方辉石的结晶分异作用.全岩Sr-Nd同位素及锆石Hf同位素研究显示其（87Sr/86Sr）_i=0.705 2~0.706 1,并具有正的ε_Nd（t）值（0.9~1.3）和ε_Hf（t）值（0~10.2）,表明其来源于亏损的地幔源区,并且岩浆上升过程中没有经历明显的地壳混染.微量元素和同位素特征综合反映岩浆源区经历了古亚洲洋俯冲沉积物熔体和流体交代作用的改造,但起主导作用的是流体.其地球化学特征总体显示MORB以及弧型玄武岩过渡的特征,暗示其形成于弧后伸展环境.研究区基性侵入岩地幔源区的不均一性主要受到古亚洲洋多期次俯冲作用析出熔/流体对上覆地幔楔不同程度的改造.      

苏鲁超高压变质带岗上超镁铁质岩铬尖晶石形成过程——铬成矿新机制

岗上超镁铁质岩主要由纯橄岩和石榴橄榄岩组成,主要组成矿物有橄榄石、铬尖晶石、石榴子石、单斜辉石和斜方辉石等。铬尖晶石的Cr#[Cr/(Cr+Mg)×100]从51到89变化,铬尖晶石矿物表现为4期次演化的特点,反映了从岩浆期向榴辉岩相、角闪岩相和绿片岩相演化特征。随着超镁铁质岩的演化,铬尖晶石中Cr#不断增大(51增大到89),而铬尖晶石Mg#[Mg×100/(Mg+Fe2+)]不断减少,氧逸度不断增加。在绿片岩相—绿片角闪岩相退变质过程中,铬尖晶石中Cr、Mg和Al减少,Fe相对增加,产生富Cr尖晶石变质作用样式。晚期剪切变形等次生变化有利于富铬铬尖晶石矿物的形成和铬尖晶石的富集。同时,角闪岩相和绿片岩相变质作用使铬尖晶石富集呈现容易开采的条带状,降低了铬尖晶石与其他硅酸盐矿物的结合强度,降低了开采强度和成本,使原本不易于开采的铬铁矿矿体变得可以开采。这些意味着铬铁矿矿体展布要结合后期变质作用进行综合分析。     

青藏高原东南缘腾冲早白垩世岩浆岩锆石SHRIMPU-Pb定年和Lu-Hf同位素组成及其构造意义

早白垩世花岗闪长岩和石英二长岩是腾冲地块内重要的岩石类型,以舍角闪石为特征,其高钠低钾和偏铝质性质展示其Ⅰ型花岗岩的属性.锆石SHRIMP U-Pb定年结果表明花岗闪长岩和石英二长岩分别侵位于122±1.3Ma和125±1.3Ma,其锆石εHf(t)值分别为-9.6～-4.8(平均-6.7±0.7)和-7.8～-4.7(平均-6.3±0.6),对应的单阶段模式年龄为979～1190Ma和975～1113Ma.在εHf(t)-U-Pb年龄图解上所有样品都落在球粒陨石线和下地壳线之间区域,以及较高的Al2O3含量和Th/Hf比值揭示其壳源特征,但锆石εHf(t)值变化范围较大,其绝对值远小于完全由壳源物质部分熔融形成的岩浆岩,以及高Th/Yb、低Ba/La和Yb/Hf比值说明除壳源外,还有幔源组分的加入.岩石富钠贫钾、在微量元素蛛网图和稀土配分曲线图上展示出LILE(Rb、Sr、K和Ba)相对原始地幔强烈富集,Ba、Nb、Ta、Sr、P、Ti和Eu负异常,以及微量元素和常量组分判别图解都显示其形成于俯冲碰撞的构造环境.腾冲早白垩世岩浆岩的形成时代、锆石Lu/Hf同位素组成及其对应的单阶段模式年龄、微量元素特征与中拉萨和拉萨地块东缘的火成岩非常相似,暗示腾冲早白垩世岩浆岩带是中拉萨岩浆岩带的东南延伸部分,是对中特提斯洋壳沿班公湖-怒江缝合带向拉萨-腾冲地块下俯冲碰撞的响应.     

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。     

河南信阳珍珠岩矿床特征及其应用

河南信阳珍珠岩矿床特征及其应用戚学祥（冶金工业部中南冶金地质研究所，湖北宜昌４４３００３）关键词珍珠岩矿床特征应用１矿床特征河南信阳珍珠岩矿床位于桐柏—商城近东西向火山岩带西部上天梯一带。区内出露地层为白垩系陈棚组（Ｋ１ｃ）和周家湾组（Ｋ２ｚ）火山岩...     

西准噶尔达拉布特地幔橄榄岩弧前成因的矿物地球化学和氧同位素证据

达拉布特蛇绿岩位于中亚造山带西南缘,是古亚洲洋的扩张、俯冲、消减和闭合过程的产物,保留了洋盆形成及构造演化信息。前人对达拉布特蛇绿岩的形成大地构造背景始终未取得统一的认识。为探讨蛇绿岩所代表的构造演化过程,笔者以达拉布特蛇绿岩中的地幔橄榄岩为研究对象,通过详细的矿物地球化学及其氧同位素研究,对达拉布特地幔橄榄岩成因及构造背景提出新的制约。达拉布特方辉橄榄岩中橄榄石Ni/Co值为21~22,Ni/Mn值为3.0~7.8具有部分熔融残余的特征,此外,橄榄石中不相容元素相对于正常地幔橄榄石亏损,表明方辉橄榄岩为部分熔融的残余组分。方辉橄榄岩中尖晶石Cr# 为47~52、TiO2含量0.01%~0.04%,橄榄石Fo为90.34%~90.98%指示方辉橄榄岩经历>20%的部分熔融。方辉橄榄岩中橄榄石δ18 Oolivine值+5.1~+6.2‰、单斜辉石δ18Ocpx值+5.6~+6.9‰,其变化范围较大且整体高于正常地幔中橄榄石和单斜辉石的δ18 O值,矿物间氧同位素分馏系数Δ18OOpx—olivine平均-0.3‰,Δ18OOpx—cpx平均-0.7‰,显著区别于正常地幔中平衡的氧同位素分馏系数,具有明显的交代作用特征。结合方辉橄榄岩橄榄石中亏损的微量元素特征,认为方辉橄榄岩可能受到流体交代作用的影响,俯冲壳源物质脱水形成的高δ18O流体交代地幔橄榄岩导致了矿物与矿物间不平衡的氧同位素特征。通过尖晶石与单斜辉石成分判别,尖晶石与单斜辉石的主量元素具有介于弧前与深海地幔之间的过渡型特征,与俯冲初始阶段形成的地幔橄榄岩相似。综合矿物地球化学与氧同位素特征,笔者认为达拉布特地幔橄榄岩为形成于弧前初始俯冲环境。板块俯冲导致弧前扩张形成新洋壳,上涌的软流圈MORB like熔体与俯冲壳源物质熔融形成熔/流体与地幔橄榄岩相互作用,形成达拉布特地幔橄榄岩。