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。     

雅鲁藏布江蛇绿岩带的康金拉铬铁矿中发现金刚石

西藏罗布莎铬铁矿床位于特提斯-喜马拉雅构造带的东端,即西藏雅鲁藏布江蛇绿岩带的东段.它在区域构造上受控于雅鲁藏布江缝合带,北侧为冈底斯-念青唐古拉构造带,南与喜马拉雅构造带毗邻.罗布莎蛇绿岩分布在拉萨东南大约200 km,东西走向延长43 km,最宽处4 km,面积约70 km2.     

柴达木盆地北缘早古生代高压——超高压变质带中发现典型超高压矿物——柯石英

从都兰北带榴辉岩的片麻岩围岩的锆石中发现了柯石英包裹体和石墨包裹体，说明该超高压带的峰期变质作用已达柯石英稳定区间（＞2.8GPa）但小于金刚石的稳定区间（＜3.5GPa），从而确定柴达木盆地北缘存在早古生代超高压变质作用和陆－陆碰撞作用，为中国中部存在一条横贯东西的早古生代（大致500－400Ma）高压超高压变质带的推断提供了新的关键性证据。     

北祁连东部两类Ⅰ型花岗岩定年及其地质意义

北祁连东部早古生代地层中产出两种特征不同的I型花岗岩类,其一以井子川岩体为代表,暗色矿物以角闪石为主,稀土总量为90×10~(-6)～106×10~(-6),轻重稀土比值小于8,锆石的SHRIMP年龄为464±15Ma,岩体形成的构造环境类似于岛弧;其二是以黄羊河岩体为代表,暗色矿物以黑云母为主,稀土总量为214×10~(-6)～250×10~(-6),轻重稀土比值大于8,锆石的LA-ICP-MS年龄为383±6 Ma,岩体形成于碰撞后环境。     

记录地幔中存在氧元素的自然铁-方铁矿组合

笔者在西藏蛇绿岩的铬铁矿石中发现了十分复杂的地幔矿物群,其中包括自然铁-方铁矿的共生组合,它们被认为是外地核和下地幔的物质通过地幔柱作用携带到上地幔的。新发现的自然铁-方铁矿组合表明,外地核液态铁溶解有部分氧,当液态铁由外地核上升时,氧从液态铁中析出并呈不混溶状态存在于液态铁中。随着乳滴状自然铁球粒向上运移,在降压条件下液态铁和氧元素发生化学反应生成方铁矿(包括NI AS结构)。当氧耗尽时,在方铁矿中遗留下氧耗尽的空洞,形成眼球状构造。因此,眼球构造可能是外地核向地幔释放氧,下地幔内存在氧元素的历史记录。     

再论“大陆深俯冲和折返动力学”: 来自中国大陆科学群钻及苏鲁超高压变质带的制约

通过CCSD-MH、卫星孔的岩性-构造剖面和苏鲁造山带中榴辉岩-超镁铁质岩的产出、深俯冲/折返过程的岩石的塑性流变特征和变形序次的分析、俯冲-折返过程中流体作用及变质化学地球动力学对流变学行为的制约,以及韧性剪切作用形成的折返年代学时限,提出苏鲁超高压变质地体为面型深俯冲/折返杂岩带组成的穹形挤出推覆岩片、叠置在扬子陆块之上; 根据岩石变形微构造及组构的分析,重塑超高压变质岩石深俯冲阶段、折返早期、折返主期和折返后期的塑性流变;提出深俯冲的物质沿板块汇聚边界的多层隧道呈多重/分片样式“挤出”的折返模式,并认为在折返初期开始（230~220Ma）和折返主期（220~200Ma）形成的透入性韧性剪切是俯冲岩片挤出的重要机制;提出郯庐走滑断裂的形成对苏鲁高压/超高压变质地体演化的影响。     

阿尔金断裂剪切过程中定向生长锆石的发现及其意义—来自于显微构造和锆石内部矿物包裹体的证据

阿尔金断裂带中段出露一套走滑过程中形成的花岗质和角闪质糜棱岩。从糜棱岩中分选出3种类型的锆石:岩浆成因的长柱状锆石、柱状锆石和变质成因的次浑圆状锆石。这3种锆石的显微结构和构造特征以及它们内部的矿物包裹体均有所区别。其中长柱状锆石在岩石中定向排列,晶体长轴方向与拉伸线理方向一致,并且内部的所有矿物包裹体的长轴方向均与锆石的长轴方向平行,即与拉伸线理方向平行;拉曼研究表明包裹体矿物具熔融相特征;阴极发光图像中反映出这种锆石具有相对均一的内部结构。因此,该长柱状锆石是在韧性剪切过程中部分熔融环境下快速定向生长的,不仅代表了走滑剪切过程中的剪切应变方向,而且其生长年龄代表了走滑剪切的时代。     

蛇绿岩中金刚石和异常矿物的全球记录

蛇绿岩型金刚石产在地幔橄榄岩和铬铁矿中,是新建立的金刚石产出类型,不同于产在金伯利岩和超高压变质岩中的金刚石。全球已在21个蛇绿岩中发现了该类金刚石,含金刚石的蛇绿岩主要分布在特提斯造山带、乌拉尔-中亚造山带、日高变质岩带和北美克拉马斯-阿卡特兰造山带。本文梳理了含金刚石蛇绿岩的全球分布和地质背景以及蛇绿岩中超高压-强还原矿物与其它壳幔矿物组合的特征,讨论了已有的含金刚石铬铁矿和地幔橄榄岩的四种成因机制。金刚石和伴生的超高压-强还原矿物组合产在不同时代的造山带蛇绿岩中,不仅仅揭示了金刚石在蛇绿岩中普遍存在,需要重新思考蛇绿岩和铬铁矿的成因以及它们形成的地质构造背景,还证实了蛇绿岩地幔橄榄岩和铬铁矿是地球深部矿物重要的储存库,为认识地球深部的物质组成和物理化学环境,以及深部物质运移的轨迹和动力学过程等提供了天然样品。     

柴北缘西段榴辉岩相的变质泥质岩: 榴辉岩与围岩“原地”关系的证据

在柴北缘西段的鱼卡-落凤坡一带, 识别出榴辉岩相的变质泥质岩, 这些变质泥质岩夹有透镜状的榴辉岩, 局部与似层状的榴辉岩互层. 其典型的矿物组合为石榴子石+蓝晶石+硬绿泥石+多硅白云母+石英+金红石. 石榴子石中具有典型的进变质生长环带, 多硅白云母最高Si >3.4 p.f.u. 通过岩相学观察, 共识别出3期矿物组合: 1) Grt + ChlI + CldI + PheI ± StI + Qtz; 2) Grt+Ky +PheII±CldII +Qtz; 3) Grt + CldIII + ChlII + PheIII + StII ± ky + Qtz. 运用THERMOCALC软件(V3.1), 结合Grt-Phe温度计和Grt-Ky-Phe-Qtz压力计, 获得第1阶段(进变质阶段)的P-T条件为1.07±0.31 GPa和T=564±22℃; 第2阶段(峰期阶段)P-T条件为2.3~3.1 GPa和615~700℃; 第3阶段(退变质阶段)P-T条件为1.22±0.26 GPa和581±20℃. 获得的P-T轨迹具有“发卡型”特征, 与相邻榴辉岩的P-T轨迹相似. 结合大理岩和正片麻岩中保存有残留的榴辉岩相矿物, 可以认为榴辉岩与围岩经历了共同的变质历史, 它们之间的关系是“原地”关系, 而不是“构造侵位”关系.     

萨尔托海铬铁矿中的矿物包体研究

铬铁矿中矿物包体的研究对于探索铬铁矿的成因具有重要的指示意义。通过薄片扫描电镜背散射结合电子探针分析,在萨尔托海高铝铬铁矿中发现了大量矿物包体,包括:单斜辉石、斜方辉石、橄榄石、钠-金云母、钠-铬韭闪石、出溶的单斜辉石等,这些矿物呈单相或多相产出,在铬尖晶石结晶时被包裹。含水矿物钠-金云母,钠-铬韭闪石的大量出现指示含水环境,表明铬铁矿形成于含水的母岩浆中,可能形成于受俯冲流体/熔体影响的弧后扩张背景。结合之前在萨尔托海铬铁矿中发现的超高压矿物金刚石,认为萨尔托海铬铁矿的形成可能经历了深部地幔和浅部含水大洋岩石圈两个阶段。