太行山南段符山高镁闪长岩的成因 —— 拆沉陆壳物质熔融的熔体与地幔橄榄岩反应的结果

本文对太行山南段符山高镁闪长岩进行了年代学与地球化学研究,结合其中地幔橄榄岩包体的研究,对符山高镁闪长岩的成因和中生代岩石圈地幔的性质进行了探讨.研究表明,符山闪长岩体是由一套含橄榄石角闪闪长岩-角闪闪长岩-闪长岩构成.含橄榄岩包体的寄主岩--角闪闪长岩中的锆石可划分为两种:一是代表寄主岩浆结晶的锆石:内部结构均匀、呈条带状吸收、自形-半自形晶形,具有较高的Th/U比值(1.10～4.08),其206Pb/238U年龄介于123～128Ma之间,12个点的加权平均值为125±1Ma,这表明岩体的形成时代为早白垩世;二是捕获或继承锆石:具有核边结构、吸收程度不均匀、呈浑圆状和自形-半自形两种,它们的Th/U比值介于0.32～2.03之间,构成了3组207Pb/206Pb加权平均年龄:2503±11Ma、2181±26Ma和1778±36Ma.该类岩石的SiO2和MgO含量分别介于56.69%～59.21%和3.60%～6.33%之间;且以高:Mg#(0.51～0.64)、富Na(Na2O/K2O大于1)、高Cr(93.1×10-6～420×10-6)、Ni(35.1×10-6～137×10-6)为特征.该类岩石强烈富集轻稀土元素和大离子亲石元素、明显亏损高场强元素,(87Sr/86Sr)I、εNd(t)值和(206Pb/204Pb)I分别变化于0.70581～0.70641、-8.30～-16.56和17.052～17.512之间.综合上述特征,同时结合地幔橄榄岩包体的特征和古元古代捕获锆石的大量存在,认为符山高镁闪长岩的原始岩浆起源于拆沉陆壳物质的部分熔融,其后经历了与地幔橄榄岩的反应过程.     

上地幔流体的性质和作用——从女山幔源二辉橄榄岩捕虏体获得的证据

玄武岩浆从地幔深处挟带上来的超镁铁质捕虏体含有地幔流体的直接证据,它们对于阐明地幔深部地质作用(部分熔融作用、地幔交代作用)的机制十分重要。女山幔源二辉橄榄岩的研究结果表明,初始的地幔流体除富含CO_2外,尚含有H_2O和少量CO、CH_4、SO_2、C1、F。地幔中的初始流体(挥发组分)在源部是溶解于地幔橄揽岩的高压固体矿物相中,它们在地幔上隆减压时出溶,形成细小的最早期流体包裹体。这些自由流体相在一定部应聚集,使得地幔固相线(和液相线)下降,引起上地幔发生减压部分熔融。初始的部分熔融主要发生于矿物边界,以单斜辉石最易遭受,形成矿物边缘的海绵状部分熔融带。当地幔剪切流动时,初始的部分熔融体珠滴联合成大的珠滴,并开始渗透,在变形橄榄岩中相连成脉状网络,晚期含C0_2岩浆包裹体及填隙玻璃即为其代表。由于剪裂作用,熔体(和流体)压裂开上覆橄榄岩,产生岩墙状通道,并在上地幔的某些低压区聚集成岩浆库。流体和熔体均为地幔交代作用的介质。在流体参与下,上地幔低度部分熔融产生的熔体将高度富集不相容元素。这些熔体和流体与亏损地幔间的相互作用,可以带来不相容元素重大的局部富集。当流体(和熔体)中H_2O浓度低时,仅发生隐交代作用;当H_2O浓度较高时,部分熔融程度也较高,相应有含水相(如角闪石等)成核,出现矿物交代作用。     

西藏雅鲁藏布江缝合带西段发现高铬型和高铝型豆荚状铬铁矿体

豆英状铬铁矿按其矿物化学组分分为高铝型(Cr#值为20～ 60)和高铬型(Cr#值为60～80)两类(Thayer,1970),在全球已报道的豆英状铬铁矿中普遍为在一岩体内只存一种类型的矿体,而在同一岩体内发现两种类型的铬铁矿体较少见.位于雅鲁藏布江缝合带西段普兰岩体中首次发现同时存在高铬型和高铝型铬铁矿,岩体由地幔橄榄岩、辉长辉绿岩、火山岩等组成.地幔橄榄岩主要为方辉橄榄岩、纯橄岩和少量二辉橄榄岩.在方辉橄榄岩中发现7处透镜状的铬铁矿矿体露头,矿石类型主要有致密块状、稠密浸染状和稀疏浸染状等.矿体长2～6m,厚0.5～2m,矿体的最大延伸方向为北西-南东向,与岩体的展布方向一致,矿石的Cr#=52～88,高铬型铬铁矿包括Cr-2～5矿体,Cr#值为63～89,高铝型铬铁矿有Cr-1和Cr-6矿体,Cr#=52 ～55.矿石中脉石矿物主要为橄榄石、角闪石、蛇纹石等.普兰地幔橄榄岩的矿物结构显示,岩体经历了强烈的部分熔融以及塑性变形作用,地幔橄榄岩的地球化学特征显示岩体形成于MOR,后受到SSZ环境的改造.并且依据铬尖晶石-橄榄石/单斜辉石的矿物化学成分,识别出普兰地幔橄榄岩至少经历了3次不同的部分熔融,包括早期部分熔融(～10％)、晚期部分熔融(20％～30％)和局部的减压部分熔融作用(～15％).对比其他铬铁矿矿体和地幔橄榄岩的矿物组合,矿物化学和地球化学等,显示普兰豆荚状铬铁矿矿体与典型高铬型、高铝型铬铁矿具相似性,并存在较大的找矿空间.     

东波超镁铁岩体:西藏雅鲁藏布江缝合带西段一个甚具铬铁矿前景的地幔橄榄岩体

东波超镁铁岩体产在雅鲁藏布江缝合带的西段,与周边白垩纪沉积岩地层和火山岩以断层接触.航磁资料显示该岩体约400km2规模,地表出露连续,地下有一定延深.超镁铁岩体由亏损的地幔橄榄岩组成,主要有高镁的方辉橄榄岩、纯橄岩和少量二辉橄榄岩.方辉橄榄岩和二辉橄榄岩中橄榄石和斜方辉石属高镁型,分别为Fo=89.5～91.5和Mg#=90～91.5.但二辉橄榄岩中的Al2O3和CaO含量明显高于方辉橄榄岩.方辉橄榄岩中单斜辉石Mg#=92～95,二辉橄榄岩的Mg#=92～93,两者的值也重叠.二辉橄榄岩中的Al2O3和CaO含量要明显高于方辉橄榄岩.这些均为阿尔卑斯型地幔橄榄岩的典型特征.纯橄岩中的橄榄石Fo=92～93.2,其斜方辉石和单斜辉石的Mg#=～93,但Al2O3和CaO的含量比方辉橄榄岩和二辉橄榄岩的低.三种岩石的成分变化规律,反映了地幔部分熔融程度的差异.二辉橄榄岩铬尖晶石的Cr#值20～30,反映为典型深海橄榄岩特征,指示MOR环境.与其不同的是,方辉橄榄岩的铬尖晶石的Cr#=20～75,指示MOR和SSZ两者兼有环境.岩石的原始地幔标准化的REE和微量元素蛛网图模式支持了上述的认识.东波地幔橄榄岩中的岩石学特征与产有大型铬铁矿床的罗布莎地幔橄榄岩可对比,岩体中已多处发现块状铬铁矿石,其铬铁矿的Cr2O3含量56％～59％,表明东波是寻找铬铁矿大矿和富矿甚具前景的一个超镁铁岩体.     

云南新平县双沟蛇绿岩的初步研究

双沟蛇绿岩由基底岩石、辉长—辉绿岩和玄武岩三部分组成。岩相学和地球化学研究表明,双沟斜长二辉橄榄岩中存在地幔交代作用的证据,属于浸染橄榄岩(impregnated peridotite)。蛇绿岩岩石组合中缺少超镁铁质堆晶岩和席状岩墙群,而辉绿岩和玄武岩的化学成分与MORB相拟,表明双沟蛇绿岩的形成机制与大洋中脊环境类似,但岩浆房很小,扩张速度缓慢,推测相当于哀牢山古特提斯小洋盆扩张早期的裂谷阶段的产物。     

华北东南部中生代岩石圈地幔性质、组成、富集过程及其形成机理

本文通过对我国华北东南部中生代幔源岩浆活动的时空分布规律及其地球化学特征的系统总结来进一步厘定该地区中生代岩石圈地幔的性质和组成,并通过与华北内部如鲁中地区中生代岩石圈地幔的对比研究探讨华北东部岩石圈的时空演化规律、富集过程及其形成机理。幔源岩石的 Sr-Nd-Ph 同位素特征表明华北东部中生代岩石圈地幔存在明显的时空不均匀性,其中心部位如鲁中地区以弱富集地幔为主体;而东南部如鲁西南和胶东地区则为类似 EM2型地幔(~(87)Sr/~(86)Sr_i 可高达0.7114)。华北东南部中生代岩石圈地幔随时间的演化特征也很明显。这些幔源岩石的地球化学特征和玄武岩中地幔岩捕虏体(橄榄岩和辉石岩)和捕虏晶(橄榄石和辉石)的组成和结构特征皆证明华北东南部中生代岩石圈地幔曾受到过富硅熔体的强烈改造。橄榄岩-熔体的相互反应是该区岩石圈改造和组成转变的重要方式,从而造成古生代高镁橄榄岩转变为晚中生代低镁橄榄岩和辉石岩。进入岩石圈地幔的熔体具下/中地壳物质重熔的特征,从而导致该区晚中生代岩石圈地幔的快速富集。有关华北东部中生代岩石圈减薄和改造的时限、过程和机制等问题也进行较详细的讨论。     

中国东北地区上地幔组成、结构及热状态

本文通过对中国东北地区新生代玄武岩中超镁铁质包体的研究,根据地质压力计所估算的包体形成深度、玄武岩浆及辉石岩浆起源的深度等,建立了中国东北地区上地幔组成模式:1.壳幔过渡带;2.尖晶石二辉橄榄岩层;3.含有痕量硅酸盐熔体的低速层;4.尖晶石方辉橄榄岩层;5.石榴石二辉橄榄岩层。与此同时,根据地质温度计与地质压力计推算资料,作者认为中国东北地区上地幔属大洋地温。与典型克拉通地温相比,低速层位置较浅,上地幔处于过热状态,这与大陆裂谷的发育有关。     

科洛——五大连池——二克山火山群 第七章 碧玄岩矿物化学

论文详细研究了科洛、五大连池和二克山三个火山群火山岩的岩石学、矿物学和地球化学并合理地(?)分出火山岩岩石类型.细致地研究了火山岩的造岩矿物和副矿物,查明了岩石中碱性长石的化学成分特征;发现了特殊成分的高铁铅尖晶石;深入研究了火山岩的过渡元素、亲石元素、稀土元素和同位素地球化学特征;细致地研究了五大连池火山岩中二辉橄榄岩、二辉岩、单斜辉石岩深源包体的岩石、矿物和地球化学以及火山岩中橄榄石、单斜辉石、斜方辉石和歪长石巨晶矿物特征.以实际资料为基础讨论了该区白榴碧玄岩和白榴苦橄碧玄岩的原始岩浆和源区岩石熔融程度问题,揭示了区内火山岩的成因以及与美国地质学家康迪教授提出的计算地壳深度公式的结论完全一致的来源深度.作者认为岩浆来源于上地幔.并以大量实际资料,深入探讨了五大连池火山岩富钾的原因。在我国首次系统地研究和出版了五大连池近代火山岩岩石图谱和熔融包裹体测定成岩温度图册。较详细地划分出火山喷发期:力四大喷发期九十亚期.科学地预测了火山活动时间,丰富了我国火山地质学的内容,填补了这方面的空白.     

雅鲁藏布江缝合带西段错不扎铬铁矿特征及形成环境

雅鲁藏布江蛇绿岩带是国内铬铁矿床出露点最多,且铬铁矿石储量、产量最大的一个蛇绿岩带。根据空间展布规律,该岩带被划分为东段(曲水—墨脱)、中段(昂仁—仁布)和西段(萨嘎至中印边境)3部分。其中,西段自萨嘎以西分为南、北两支亚带。长期以来的研究工作主要集中在东段和中段,西段的研究程度非常薄弱,尤其是北亚带。不同区段研究程度的不平衡十分不利于雅鲁藏布江蛇绿岩带内铬铁矿找矿工作的开展。错不扎蛇绿岩体位于雅鲁藏布江缝合带西段的北亚带,呈北西-南东向带状产出,主要由方辉橄榄岩组成,并普遍发育基性岩脉。野外地质调查在该蛇绿岩体中发现了多个铬铁矿化点,矿化体呈透镜状产于方辉橄榄岩中,出露地表的长度为0.5～1m,厚为0.2～0.5 m,矿石均为致密块状。电子探针分析结果表明,错不扎铬铁矿属于高铬型铬铁矿,铬尖晶石的Cr#[=100×Cr/(Cr+Al)]为75～78,Mg#[=100×Mg/(Mg+Fe2+)]为66～69。计算结果表明,母岩浆的FeO/MgO比值为0.51～0.65,Al2O3和Ti O2含量分别为11.27%～12.1%和0.19%～0.4%,与玻安质岩浆的化学成分相当。然而,针状单斜辉石出溶体的发现指示错不扎铬铁矿可能还经历了一个深部作用过程。     

吉林汪清和龙岗新生代岩石圈地幔的含水性和元素地球化学特征

首次报道了来自东北地区岩石圈地幔水含量的数据。通过对吉林龙岗和汪清新生代玄武岩中的橄榄岩包体矿物进行电子探针(EMP)和激光熔蚀等离子体质谱(LA-ICPMS)的分析,得到了矿物的主量元素和微量元素的数据,结果显示这些橄榄岩是原始地幔经历了不同程度部分熔融的残余,大部分样品的熔融程度可能<10%。橄榄岩样品在后期还经历了地幔交代作用,大部分样品受到硅酸岩熔体的交代,少部分样品受到碳酸岩熔体的交代。显微傅里叶变换红外光谱(FTIR)的分析结果显示,橄榄岩样品中的单斜辉石、斜方辉石均含有以结构羟基形式存在的水,而橄榄石中没有明显的羟基吸收峰。龙岗样品中单斜辉石的水含量为(48~464)×10^-6(H₂O, 质量分数),斜方辉石水含量为(28~104)×10^-6;汪清样品中单斜辉石的水含量为(34~403)×10^-6,斜方辉石的水含量为(13~89)×10^-6;所有样品全岩水含量为(8~92)×10^-6。样品的水含量可以代表龙岗和汪清地区岩石圈地幔的水含量信息,并且水含量变化范围较大,造成这种变化的原因可能是由于地幔源区初始水含量的不均一,以及部分熔融和地幔交代作用叠加的结果。