安徽女山橄榄岩包体中辉石的氢同位素组成

本文运用离子探针技术分析了来自安徽女山橄榄岩包体中辉石的氢同位素组成。无论是颗粒内部还是同一样品不同颗粒之间,氢同位素比值都是均一的。氢同位素比值和氢含量之间没有相关性,说明氢同位素组成反映的是地幔源区的特征。结合共存的角闪石的氢同位素数据来看,女山上地幔至少经历过两期交代作用：一期交代形成了角闪石中不均一的氢同位素组成;另一期交代形成了包体中单斜辉石、单斜辉石巨晶和云母巨晶中的高δD值(高至-20‰)。高δS值说明女山上地幔曾经经历过俯冲流体的交代作用。     

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.     

冀北赤城红旗营子群中变质橄榄岩的岩石学与地球化学特征

冀北赤城红旗营子群中变质橄榄岩呈透镜状或团块状产于黑云斜长片麻岩之中,通过对其进行详细的岩石学和地球化学研究.结果显示:岩石类型为强烈蛇纹石化的方辉橄榄岩,具粒状变晶结构或鬣刺结构,变质橄榄岩富ω(MgO)(37.49%～38.91%),贫ω(CaO)(0.12%～1.17%),ω(Al2O3)(0.54%～1.54%)和ω(FeO*)(5.51%～9.06%),ω(TiO2)介于0.01%～0.04%之间,REE含量低于原始地幔,过渡金属元素表现为不对称的"W"型配分型式,在Ti和Cu处形成明显的负异常"谷".上述特征表明变质橄榄岩相当于SSZ型地幔橄榄岩,可能来自于消减带之下的上地幔,属于部分熔融程度很高的亏损地幔岩,因构造侵位而分布于红旗营子群之中,部分岩块则经历了俯冲-消减作用而形成鬣刺结构.     

不同大地构造背景橄榄岩结构水特征

名义无水矿物(NAMs)中的结构水在地球内部演化中扮演了重要角色.应用红外光谱对产自5个构造背景下的13个二辉橄榄岩进行了详细的结构水测定,探讨不同构造背景下橄榄岩结构水的含量和赋存机制.研究显示,全岩和橄榄石结构水含量按构造背景从高到低排序,依次为超高压地体、地幔柱、稳定克拉通、俯冲带和活化克拉通,反映了橄榄岩的水含量与构造环境具有显著相关性.在相同构造背景下,石榴石二辉橄榄岩比尖晶石二辉橄榄岩含更多结构水,表明上地幔水分布可能具有分层性.超高压地体和稳定克拉通样品中橄榄石具有[Si]空位导致的吸收峰3 611~3 613 cm-1,而缺乏由[Fe3+]引起的吸收峰3 325 cm-1和3 355 cm-1,表明地幔的还原性随深度增强.      

碳酸盐化橄榄岩的电性研究

为进一步探讨上地幔的高导层成因,了解碳酸盐在上地幔电性方面的作用并估算上地幔高导层的碳酸盐含量,本文对不同碳酸盐含量的橄榄岩及玄武岩样品在2~3 GPa、300~1300℃的条件下进行了电性实验研究.研究初步发现:碳酸盐熔体显著增强橄榄岩、玄武岩样品的导电能力;单纯用含硅酸盐熔体的橄榄岩或单纯用含水橄榄岩可能难以解释上地幔某些区域的异常高导现象;同样,单纯用碳酸盐化的橄榄岩可能也难以解释上地幔某些区域的高导现象;上地幔的高导区很可能是碳酸盐熔体、硅酸盐熔体及水的共存区域.     

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。     

铼-锇同位素体系定年研究综述

铼-锇(Re-Os)同位素体系以其特殊的地球化学性质为确定岩石的形成时间、演化过程及其地球动力学背景提供了重要参数。随着测试技术和超净化实验室的发展,Re-Os同位素的应用领域不断扩大,测试对象种类也随之扩展。然而,不同测试对象的Re-Os同位素赋存形式、活动特征及其体系封闭性有所差异。文章总结了以辉钼矿、普通硫化物、地幔橄榄岩包体、富有机质沉积岩以及灰岩作为Re-Os同位素体系定年对象的基本原理和研究进展,并对存在问题进行简要地评述,最后对其未来的发展方向作了展望,以期推动Re-Os同位素体系在地质科学中的研究和应用。     

华北克拉通岩石圈破坏的榴辉岩熔体-橄榄岩反应机制:实验约束

以碧溪岭榴辉岩和大麻坪尖晶石二辉橄榄岩为起始原料,在压力2.0GPa,温度1250～1400℃条件下进行榴辉岩熔体-橄榄岩反应的高温高压实验.实验结果显示,在榴辉岩熔体-二辉橄榄岩反应过程中,熔体消耗橄榄岩中的橄榄石和斜方辉石生成单斜辉石.实验产物的岩石序列为橄榄岩-辉石岩-石榴辉石岩,与Liu等在华北克拉通内部的汉诺坝地区发现的大量中生代地幔复合包体结构非常吻合.在温度1300和1350℃时,榴辉岩熔体-二辉橄榄岩反应产生的熔体具有高镁安山岩的成分特征(Mg#>45),表明榴辉岩熔体-橄榄岩反应可能是高镁安山岩形成的主要原因之一.实验结果表明华北克拉通下地壳榴辉岩在中生代可能发生过拆沉作用;榴辉岩拆沉进入软流圈地幔后,部分熔融产生的熔体可以消耗岩石圈地幔橄榄岩,导致华北克拉通的减薄,从而为华北克拉通岩石圈地幔被软流圈地幔改造的熔体-橄榄岩反应机制提供实验约束.     

再循环陆壳物质对岩石圈地幔的改造:鲁西早白垩世高镁闪长岩中异剥橄榄岩捕虏体证据

本文报道了鲁西早白垩世高镁闪长岩中异剥橄榄岩捕虏体的岩相学与矿物化学资料,以便揭示异剥橄榄岩的成因和岩石圈地幔的深部过程.岩相学研究表明,异剥橄榄岩捕虏体呈浑圆状产于高镁闪长质侵入体中,大小介于3cm×4cm×5cm～3cm×2cm×1cm,并且橄榄石呈残留孤岛状存在于单斜辉石中.矿物化学研究表明,橄榄石的镁橄榄石分子(Fo)介于89～91,Ni=1414～3629ppm,类似于新生代幔源橄榄岩捕虏体中橄榄石的成分,但略低于早白垩世方辉橄榄岩中橄榄石的成分.橄榄石的δ18O值介于(6.03‰±0.33‰)～(6.82‰±0.35‰)(平均值为(6.5‰±0.4‰)),高于典型幔源橄榄岩中橄榄石的δ18O组成(5.2‰±0.3‰).与晚白垩世和新生代玄武岩中地幔橄榄岩捕虏体里的单斜辉石相比,异剥橄榄岩捕掳体中单斜辉石的Na2O,TiO2和Al2O3含量相对偏低,而CaO含量、Mg#值(91.2～94.1)和Ti/Eu比值(Ti/Eu=2082～2845)明显偏高,但与早白垩世高镁闪长岩中方辉橄榄岩里的单斜辉石成分类似单斜辉石以较低的稀土元素(REE)丰度、富集轻稀土元素(LREE)的配分型式和强烈亏损高场强元素(如Nb,Ta,Zr和Hf)为特点.此外,异剥橄榄岩的87Sr/86Sr,143Nd/144Nd和187Os/188Os(125Ma)比值分别变化于0.70596～0.70737,0.512181～0.512416和0.12661～0.57650.上述特征表明异剥橄榄岩为地幔橄榄岩受再循环陆壳物质熔体改造所成.     

西藏普兰超镁铁岩体东部铬尖晶石矿物学特征及其地质意义

尖晶石是地幔橄榄岩中一种非常重要的矿物,虽然含量很低,却可以作为其寄主岩石——地幔橄榄岩——的成因指示剂.普兰岩体东部铬尖晶石分布广泛,几乎在所有岩石类型中都有出现.通过矿物学特征的研究,认为尖晶石可分为两类,一类较自形,颜色较深;另一类多呈不规则状和蠕虫状,颜色较浅.根据其化学特征,又可分为富铬型的尖晶石(Cr#＞60)和富铝型的尖晶石(Cr#＜60),富铬型尖晶石主要出现在纯橄岩、蛇纹岩和辉石岩中,富铝型尖晶石主要出现在二辉橄榄岩中.其中,方辉橄榄岩中的尖晶石形态、化学成分变化比较大,说明它经历了较为复杂的形成和变化过程.通过对尖晶石矿物学和化学特征的综合研究,认为该区尖晶石具有深海橄榄岩和上部俯冲板片(SSZ)构造环境橄榄岩特征,普兰岩体可能先后经历了MOR和SSZ两种构造环境.