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.      

拉萨地块吉朗榴辉岩的岩石学研究及其对古特提斯洋壳俯冲折返过程的限定

拉萨地块东部松多(超)高压榴辉岩记录了古特提斯洋俯冲及折返过程。松多榴辉岩带已发现松多、新达多、白朗和吉朗4个榴辉岩出露区,它们的峰期温压条件及变质p-T轨迹的研究对揭示拉萨地块古特提斯时期的俯冲及折返过程有重要意义。松多榴辉岩带东段吉朗榴辉岩的主要矿物为石榴子石、绿辉石、多硅白云母、角闪石、金红石、绿帘石、石英以及退变形成的后成合晶结构(透辉石+角闪石+斜长石)和少量的黑云母。石榴子石具有含丰富矿物包裹体的"脏"核和极少包裹体的"净"边,具有典型的进变质成分环带特征,从核部到边部镁铝榴石组分升高,锰铝榴石和钙铝榴石组分降低。石榴子石边部发育窄的角闪石+斜长石(An=28)组成的冠状体,表明石榴子石边部发生了后期角闪岩相退变质作用。通过变质相平衡模拟计算得到石榴子石以及多硅白云母记录的峰期温压条件为563℃、2. 4 GPa。结合岩相学特征,确定吉朗榴辉岩经历了4期变质演化阶段:(1)进变质阶段以石榴子石核部及其包裹体为代表性矿物组合;(2)峰期变质阶段矿物组合为石榴子石边部、绿辉石、多硅白云母、蓝闪石、硬柱石、金红石和石英;(3)早期退变质阶段以硬柱石分解产生绿帘石为特征;(4)晚期退变质阶段以绿辉石发育后成合晶和石榴子石生长冠状体为特征。认为吉朗榴辉岩为典型的低温高压榴辉岩,经历了顺时针p-T演化轨迹,折返过程为近等温降压过程。与松多带内其他(超)高压岩石相比,吉朗榴辉岩峰期温压条件较低,其围岩为变石英岩,区别于区内其他(超)高压榴辉岩的石榴子石白云母片岩及蛇纹岩围岩。推测吉朗榴辉岩来自于俯冲带浅部,由俯冲隧道中低密度沉积物裹挟折返。     

柴北缘榴辉岩的峰期和退变质年龄：来自U—Pb及Ar—Ar同位素测定的 …

柴北缘大柴旦榴辉岩呈透镜状产于以角闪岩相变质条件为特征的片麻岩中。选择新鲜的保存较好的榴辉岩分别进行Ｕ－Ｐｈ和Ａｒ－Ａｒ同位素年代学测定,含石榴子石的白云母片麻岩（此榴辉岩的围岩）被选用于白云母的Ａｒ－Ａｒ测定。榴辉岩的 Ｕ－Ｐｈ测定显示~（２０６）Ｐｂ／~（２３８）Ｕ表面年龄统计权重平均值为（４９４． ６±６． ５）Ｍａ,代表榴辉岩的峰期变质作用年龄。同样榴辉岩样品的多硅白云母被分选出用于~（３９）Ａｒ－~（４０）Ａｒ年代学测定。测定结果获得的坪年龄为（４６６． ７±１． ２）Ｍａ,等时线年龄为（４６５． ９±５． ４）Ｍａ,代表榴辉岩在退变过程中的冷却年龄;围岩中白云母的~（３９）Ａｒ－~（４０）Ａｒ年代学测定,获得等时线年龄为（４７７． ６７±１７． ７２）Ｍａ。相似的 Ａｒ－Ａｒ年龄值表明,榴辉岩和围岩在抬升过程中经历了一致的冷却及退变质历史。     

阿尔巴尼亚布尔齐泽壳-幔过渡带豆荚状铬铁矿成因及其对富Ti熔体交代作用的记录

豆荚状铬铁矿是关键金属铬的重要来源之一,尽管豆荚状铬铁矿的研究取得了诸多进展,但对于发育于蛇绿岩壳-幔过渡带的铬铁矿成因却涉及较少。阿尔巴尼亚布尔齐泽岩体壳-幔过渡带中产出的Cerruja豆荚状铬铁矿矿床,其矿体及纯橄岩围岩普遍被辉石岩脉穿切,辉石岩脉与矿体接触带以及辉石岩脉中的铬尖晶石强烈破碎,在铬尖晶石的裂隙和包裹体中发育大量富Ti矿物相,如金红石、钛铁矿和榍石等,是研究壳-幔过渡带铬铁矿成因的理想对象。Cerruja豆荚状铬铁矿及纯橄岩围岩中铬尖晶石Cr#分别为0.56~0.58和0.52~0.55,属于高铝型铬铁矿。接触带及辉石岩脉中的铬尖晶石Cr#明显升高（分别为0.57~0.67和0.72~0.83）,且Ti、V、Mn、Sc、Co、Zn和Ga含量也升高。本文依据铬尖晶石的结构及矿物化学成分变化特征,提出布尔齐泽壳-幔过渡带铬铁矿经历多阶段演化叠加：首先,Mirdita-Pindos洋盆在侏罗纪（约165 Ma）发生洋内初始俯冲,软流圈物质上涌生成的MORB-like弧前玄武质熔体随着俯冲的进行逐渐向玻安质熔体演变,期间产生的过渡型熔体与地幔橄榄岩反应生成高铝型铬铁矿;然后,部分MORB-like弧前玄武质熔体随着堆晶间隙分离结晶往富Fe和Ti的方向演化,改造早期形成的高铝型铬铁矿并结晶高铬型铬铁矿,同时生成金红石、钛铁矿和榍石等富Ti矿物相。     

西藏雅鲁藏布江缝合带萨嘎碱性玄武岩地球化学和年代学研究

萨嘎蛇绿岩位于雅鲁藏布江缝合带(YZSZ)的中段,主要由地幔橄榄岩、辉长岩、辉绿岩和玄武岩组成。在萨嘎蛇绿岩南侧分布一条熔岩带,与萨嘎蛇绿岩呈断层接触。该熔岩带呈北西西向展布,宽约1~3 km,长约150km。熔岩呈块状构造,气孔和杏仁状构造发育,斑状结构,基质为间粒间隐结构。斑晶主要为斜长石(钠长石化,含量15%~20%),及少量单斜辉石(约5%),单斜辉石(Wo=44~48,En=40~45,Fs=10~12)为含钛透辉石(Ti O2=1.46%)。根据硅碱图(TAS)分类,该套熔岩属于碱性玄武岩类,整体表现为高钛、高铝和高钾,富集Rb、Ba、Th等大离子亲石元素和Zr、Hf等高场强元素,轻重稀土强烈分馏,(Ce/Yb)N=7.30~14.18,平均值为11。萨嘎玄武岩的地球化学特征与大陆裂谷火山岩一致,可能形成于板内裂谷环境。本研究表明,萨嘎碱性玄武岩的地幔源区具有石榴子石残余,早期经历了橄榄石、单斜辉石等镁铁矿物的分离结晶。锆石U-Pb定年结果表明萨嘎碱性玄武岩中锆石年龄较分散,产出的最年轻的一组锆石平均年龄为(54.2±1.4)Ma,它们的εHf(t)介于-11-+1.7之间,具有中元古代的Hf同位素二阶段模式年龄,为壳源的捕获锆石,表明该套碱性玄武岩形成时代不早于始新世早期。     

高亚洲区内一种新类型的断层——垂直转换断层及其地球动力学意义

自６０年代以来,国际上进行了许多大地地球物理研究,包括重力、地震测深和热流等,对高亚洲下部地壳和地幔的结构揭示出许多新现象。特别应该指出的是,在高亚洲,包括帕米尔—喜马拉雅地区、青藏高原,都反映出一组穿透地壳、错开莫霍面的高角度深断裂。但是,对这组深断裂的分析研究很不足。本文将对这组断裂进行讨论,辨认出它们是一组垂直的转换断层,命名为垂直转换断层（Ｖｅｒｔｉｃａｌｔｒａｎｓｆｏｒｍｆａｕｌｔｓ）。它们在高亚洲隆升和年青造山作用（Ｍｏｕｎｔｉａｎ－ｂｕｉｌｄｉｎｇ）方面具有独特的动力学作用。垂直转换断层在古老山带也应该有自己的位置和作用     

高喜马拉雅普兰地区东西向韧性拆离作用及其构造意义

高喜马拉雅地体西部普兰地区东西向面状韧性拆离作用发育,韧性拆离带内的岩石都经历了不同程度的塑性变形,糜棱岩化作用普遍存在,面理向东缓倾,拉伸线理向东倾伏,倾伏角5～18°.不对称旋转应变构造指示韧性拆离带具有早期自西向东的运动性质,及后期又经历了自东向西脆韧性变形的特点.EBSD组构测定结果反映糜棱岩中变形石英的晶格优选方位具有自西向东的高温柱面{10 -10}《a》、中温菱面{10-1 -1}《a》和自东往西的中温菱面{10-1 -1}《a》、低温底面{0001}《a》两组滑移系,结合糜棱岩中普遍存在的不对称旋转构造特点分析说明构造带早期自西向东韧性拆离作用形成于中高温环境,后期自东向西的脆韧性变形形成于中低温环境.锆石SHRIMP U-Pb定年结果表明普兰地区高喜马拉雅变质基底原岩形成于1863Ma.普兰东西向韧性拆离作用形成于中新世,与高喜马拉雅地体南北两侧的MCT和STDS形成时代相吻合,是印度板块向北俯冲产生的挤压应力作用于弧形喜马拉雅造山带时,分解出平行于造山带方向的剪切应力促使造山带内中下地壳的物质沿平行于造山带方向发生塑性流动形成的,是与MCT和STDS在同一构造事件中同一构造应力场内形成的,是青藏高原大规模南北向缩短、隆升和一部分物质向东逃逸的产物.     

西藏依拉山蛇绿岩中铬铁矿特征及构造背景

依拉山蛇绿岩位于班公湖-怒江缝合带中部,主要由蚀变较强的方辉橄榄岩和纯橄岩及豆荚状铬铁岩组成。铬铁矿矿体集中分布在依拉山岩体北部,围岩以纯橄岩为主,少量为方辉橄榄岩。铬铁岩中铬尖晶石的电子探针分析结果表明Cr~#值为64.2～73.9,Mg~#值为46.9～71.6,TiO_2为0.03%～0.31%,Al_2O_3为4.5%～18.7%,指示依拉山铬铁矿为高铬型铬铁矿。方辉橄榄岩的稀土元素及微量元素配分模式指示其具有深海地幔橄榄岩的特征,铬铁矿的铂族元素具有IPGE富集而PPGE亏损的特点,呈现出右倾的配分模式,且Pd/Ir与Pt/Pt~*之间不存在明确的相关性,反映出依拉山岩体经历了岩石-熔体反应的演化过程。结合其他岩体内铬铁矿的对比研究,提出依拉山铬铁矿可能是在俯冲带环境下,由玻安质熔体与岩石反应形成,并经历了多阶段的演化过程,即早期的洋中脊(MORB)环境以及后期的俯冲带(SSZ)的改造。     

中国大陆科学钻探工程主孔（100～2050m）榴辉岩岩石化学研究

中国大陆科学钻探工程主孔位于江苏东海县,即大别-苏鲁超高压变质带的东部.该钻孔100至2050m井段钻遇的岩石主要是超高压变质的榴辉岩、副片麻岩、正片麻岩、石榴石橄榄岩,以及少量的石英岩和片岩,其中榴辉岩的总厚度达1200m.这些榴辉岩具不同矿物组成和不同的全岩化学成分,据此可划分为高硅型、高铝型、高钛型、高钛铁型、高镁型和正常型榴辉岩.正常型榴辉岩SiO2=55%～43%,TiO2＜2%,Al2O3＜18%,MgO＜11%,Na2O+K2O=1.5%～8.2%,CaO=4.2%～13.1%和FeOT=5.3%～18.1%,多呈LREE富集的REE型式;高Si榴辉岩具较高SiO2(55%～63%)和Na2O+K2O(2.9%～7.8%)含量,REE配分型式为LREE富集的正Eu异常型;高Mg榴辉岩与石榴石橄榄岩共生,特征是富MgO(12.2%～17.1%),贫Na2O和K2O,具有较低的REE含量;高Al榴辉岩的Al2O3含量大于18%,REE配分型式为LREE富集型,且多具有正Eu异常;高Ti榴辉岩具有较低的SiO2(＜45%),较高的TiO2(3%～6%)含量;高Ti-Fe型榴辉岩具异常的化学成分,具有最低的SiO2含量和最高的TiO2和FeOT含量,以及很低的REE总量,并呈LREE和HREE亏损,MREE富集的配分型式.研究显示,榴辉岩的原岩是多成因的,很可能是起源于不均匀的地幔源区,而且强烈的结晶分异作用又使其成分发生明显的变化.同时,很可能存在的变质分异和变质交代作用也对部分榴辉岩的成分再次进行了改造.大多数榴辉岩总体上具有大陆玄武岩的构造亲缘性.     

大型走滑断裂对青藏高原地体构架的改造

青藏高原的大型走滑断裂有13条,已确定的大型韧性走滑断裂主要形成于3个时期:早古生代、印支期和新生代以来.印度/亚洲碰撞(60～50Ma)以来形成的大型韧性走滑构造位于青藏高原的南部,而且主要在喜马拉雅山链的东、西两侧,如西侧的喀喇昆仑和恰曼韧性右行走滑断裂,东侧的鲜水河-小江和哀牢山-红河韧性左行走滑断裂、崇山-澜沧江、嘉黎-高黎贡山和萨盖韧性右行走滑断裂等.主要的变形特征表现为早期具有地壳深部的韧性走滑剪切带性质,在后期抬升过程中,由韧性→韧脆性→脆性应变转化;而在青藏高原北部,表现为古韧性走滑剪切带的再活动,如阿尔金-康西瓦、东昆仑左行走滑断裂,以及新生的脆性断裂,如海源左行走滑断裂等.本文在青藏高原13条大型走滑断裂研究及综合研究的基础上,阐述不同时期的大型走滑断裂,以及它们在青藏高原地体拼合及碰撞造山中的作用,包括走滑断裂与走滑型褶皱造山、走滑断裂与挤压/转换型造山、走滑断裂与挤压盆-山体系、走滑断裂与地体相对位移和走滑断裂与地体的侧向挤出,以及走滑断裂与构造结的形成.