内蒙古贺根山蛇绿岩的铬铁矿中发现金刚石等深部地幔矿物

前人报道在西藏中生代和俄罗斯极地乌拉尔早古生代蛇绿岩地幔橄榄岩铬铁矿中发现了金刚石等深部地幔矿物,认为需重新考虑铬铁矿浅部成因的传统认识。为了查明不同造山带蛇绿岩的铬铁矿中金刚石等深部矿物的分布规律和豆荚状铬铁矿的成因,笔者开展了内蒙古贺根山晚古生代蛇绿岩中的铬铁矿床的人工重砂矿物学研究,本研究获得约2000 kg的内蒙古贺根山蛇绿岩铬铁矿石样品,对所采样品开展人工重砂选矿,表明该铬铁矿矿石样品中至少有金刚石、碳硅石及其他自然元素类、金属互化物类、氧化物类、硫化物类、硅酸盐类等30余种矿物。内蒙—大兴安岭造山带晚古生代的内蒙古贺根山蛇绿岩带铬铁矿石中,发现金刚石等深部地幔矿物表明,贺根山铬铁矿可能为深部成因。     

雅鲁藏布江缝合带蛇绿岩中铬铁矿的前景讨论

蛇绿岩地幔橄榄岩中产出的豆荚状铬铁矿是铬的主要来源,是中国极缺的重要战略资源。开展豆荚状铬铁矿成矿作用及围岩地幔橄榄岩的研究,是进一步寻找铬铁矿床和缓解中国铬铁矿资源的瓶颈状态的必要手段。本文以西藏雅鲁藏布江蛇绿岩带内几个主要的地幔橄榄岩体及其中的铬铁矿体为研究主体。在野外地质调查的基础上,系统总结了蛇绿岩的组成、矿物成分、岩石地球化学成分和Re-Os同位素等特征,探讨铬铁矿和地幔橄榄岩的形成过程,取得以下进展和认识:(1)雅鲁藏布江缝合带各段的岩石组合存在较大差异,构造背景的演化过程也不同,佐证了特提斯洋演化过程的不均一性;(2)在雅江西段存在高铝型和高铬型两类铬铁矿矿体,其余都为高铬型铬铁矿,铬尖晶石的矿物化学特征记录了不同构造背景的痕迹;(3)地幔橄榄岩的矿物学和地球化学表明地幔橄榄岩及铬铁矿具有深海地幔橄榄岩和岛弧地幔橄榄岩两者的特点,是岩石/熔体反应和部分熔融作用叠加的结果;(4)提出豆荚状铬铁矿为多阶段形成的认识,经历了早期俯冲到地幔过渡带,在地幔柱/地幔对流驱动下,运移到过渡带顶部冷凝固结,在侵位过程和俯冲带环境,含水熔体与方辉橄榄岩反应的过程;(5)在雅鲁藏布江缝合带中金刚石等超高压矿物的普遍存在,西段的几个大型岩体与罗布莎存在较多相似之处,均经历了相同的构造背景和豆荚状铬铁矿的成矿作用,存在较大的找矿空间。     

序言

正"特提斯"(Tethys)的概念最早由奥地利地质学家爱德华·休斯(Eduard Suess)于1893年提出,代表了原先处于劳亚大陆与冈瓦纳大陆之间的近东西向的宽阔大洋,即特提斯洋,两侧大陆的拼合与碰撞、大洋的收缩与闭合铸就了今天位于欧亚大陆南部的巨型特提斯造山带(Suess,1893;Segnr,1987;潘桂棠,1994).其中,青藏高原特提斯是揭示全球南北大陆相互作用和大陆碰撞过程的经典地区,与此相关的喜马拉雅造山、青藏高原生长及其成矿作用是倍受地球科学家关注的重大科学问题.     

雅鲁藏布江缝合带西段东波MORB型均质辉长岩的大洋核杂岩成因

为解决雅鲁藏布江缝合带西段南带中数个大型超镁铁岩体的成因问题,对南带西段约400 km2的东波蛇绿岩开展区域地质填图,研究蛇绿岩岩石组合和构造性质及西北缘均质辉长岩年代学和成因.研究表明,东波蛇绿岩以地幔橄榄岩、薄层洋壳和周缘出露大面积晚侏罗世-早白垩世残余海山为特征,地幔橄榄岩中发育大量拆离、韧性剪切和正断层及糜棱岩和糜棱岩化蛇纹岩和蛇绿角砾岩;均质辉长岩的锆石普遍受到流体交代,锆石U-Pb年龄为129.0±1.8 Ma,地球化学具有低Si、K、P、Fe和Ti,高Ca和Mg,N-MORB型的稀土配分特征及明显的Th、Nb、Sr和Pb负异常.认为均质辉长岩形成于慢速-超慢速大洋扩张阶段,在大洋核杂岩沿拆离断层侵位过程中形成.      

雅鲁藏布江缝合带西段东波地幔橄榄岩体钻孔岩心研究

东波地幔橄榄岩是雅鲁藏布江缝合带内代表性超镁铁岩体,位于缝合带西段,面积超过400km2。为查明岩体成因,在岩体中实施了一口千米深的科学钻探(DSD-1)。除上部有约23m厚的第四系堆积物外,钻孔均钻进在地幔橄榄岩中,孔深1002.06m,岩心采取率96.62%。岩心编录结合显微镜下鉴定将岩心划分出44个岩性单元层,并进一步归并为上、下两套岩性:上部(23.1～340.17m)为含单辉方辉橄榄岩(斜方辉石含量为15～20%,单斜辉石含量不足5%);下部(340.17～1002.06m)为方辉橄榄岩(斜方辉石含量为10%～15%,几乎不含单斜辉石),其中发育薄层状纯橄岩和辉石岩以及辉绿岩脉。矿物学及全岩地球化学研究揭示:①东波地幔橄榄岩以方辉橄榄岩为主,其次为含单辉方辉橄榄岩,它们均具有亏损的全岩地球化学及矿物成分组成,指示它们为经历过中高程度部分熔融后的地幔残余岩石;经历过富水流体(熔体)交代作用,表现为角闪石呈柱状交代斜方辉石;②纯橄岩和辉石岩以透镜状或薄层状脉体发育于方辉橄榄岩中,具有岩浆成因的矿物组成,见交代矿物角闪石,指示它们可能为交代成因;③辉绿岩脉兼具N-MORB和弧玄武岩的化学属性,以低SiO2、高MgO和高Al2O3含量为特征,具有与Western Lau Basin玄武岩一致的REE配分型式,形成于较为成熟的弧后盆地环境。东波地幔橄榄岩(及其中的纯橄岩、辉石岩和辉绿岩脉)在成因上与俯冲带关系密切,都受到了与俯冲带相关地质作用的影响。     

张广才岭地块早侏罗世晚期花岗闪长岩及其闪长质包体的岩石成因及构造意义

对松嫩-张广才岭地块早侏罗世晚期北长岗花岗闪长岩及其暗色包体开展了详细的岩石学,地球化学及年代学研究。结果表明,北长岗花岗闪长岩中含有大量闪长质暗色微粒包体,包体具有典型的岩浆结构,并发育针状磷灰石,同时斜长石斑晶从核部到边部显示复杂的成分和结构不平衡。寄主岩与包体均为准铝质,高钾钙碱性或高钾钙碱性-钙碱性过渡岩石,两者具有基本一致的稀土元素及微量元素组成,同时都具有正的εNd(t)和锆石εHf(t)值。主微量元素-SiO2协变图中,包体成分的两端分别向寄主花岗闪长岩及该区时代略早的基性岩延伸,三者具有良好的线性关系。以上特征表明北长岗花岗闪长岩中暗色包体为岩浆混合成因,且其原始岩浆可能为受到俯冲沉积物熔流体交代的软流圈地幔。寄主花岗闪长岩原岩主要为中-新元古代新生基性下地壳,并有少量亏损地幔物质的加入。寄主岩和暗色微粒包体具有基本一致的锆石U-Pb年龄(分别为173±2.0 Ma和173±1.5Ma),显示岩浆混合作用发生在早侏罗世晚期。区域构造演化显示,早侏罗世(～185 Ma),张广才岭地块处于古太平洋西-北西向俯冲到亚洲大陆之下形成的弧后伸展环境,北长岗花岗闪长岩及其暗色包体的形成暗示早侏罗世晚期(～173Ma)依然存在幔源岩浆活动,该区仍然处于弧后伸展环境,幔源物质的底侵诱发下地壳部分熔融形成研究区长英质岩浆,同时也说明该区早侏罗世晚期仍然存在地壳增生,且增生方式为垂向增生。     

苏鲁地区榴辉岩中发现金刚石——21世纪我国潜在的寻找金刚石矿床的远景地区

在中国大陆科学钻探项目筹备期间,项目组决定在江苏省东海县毛北村附近,取榴辉岩块人工大样２ｔ,寻找金刚石。经原地质矿产部郑州矿产综合利用研究所人员和我们的共同努力,已在人工大样中发现金刚石１粒,其它矿物２０余种。样品呈块状,来自采坑内人工露头新鲜的块状...     

东海地区片麻岩高压—超高压变质作用证据及其退变结构特征——以钻孔ZK2304片麻岩为例

在东海地区浅钻ZK2304的片麻岩中,保存了高压—超高压变质矿物组合和一系列复杂的退变结构及相应的变质反应。除石榴石、硬玉质辉石和金红石外,其它峰期高压—超高压阶段(M_2)变质矿物包括多硅白云母、文石和柯石英(假像),典型的峰期矿物组合为:石榴石(Gt)硬玉质辉石(Jd-Cpx)+金红石(Rt)+柯石英(Coe);石榴石(Gr)+硬玉质辉石(Jd-Cpx)+多硅白云母(Phe)+金红石((Rt)(柯石英(Coe);石榴石(Gt)+硬玉质辉石(Jd-Cpx)+文石(Arg)+金红石(Rt)(柯石英(Coe)。石榴石中的钙铝榴石(Gro)分子含量偏高,最高可达50.1 mol％,多硅白云母SiO_2含量明显偏高,为54.37％～54.84％之间,相应的化学单位(Pfu)硅原子数Si=3.54～3.57之间,柯石英假像主要以包体形式存在于石榴石晶体中。     

阿尔金山中段晚古生代放射虫的发现及意义

阿尔金断裂系是我国西北地区的一条重要构造带,也是中亚地区规模最大的走滑断裂系。它走向ENE,全长约1800km,构成青藏高原西北部的边界,其东侧联结祁连、柴达木及东昆仑,西侧为天山塔里木和西昆仑等构造带或地块。该带位于甘肃、青海和新疆三省区的交界处,主要发育元古界和中、新生界,局部地段分布有早古生代地层。由于自然条件等因素的限制,这一地区广泛分布的前中生代地层的时代确定一直缺乏生物依据。1996～1997年,笔者等在阿尔金地区地质考察时,于阿克塞附近发现了晚古生代放射虫化石。