宽甸火山群地质遗迹的地质特征与特殊性

宽甸地处营口-宽甸古隆起东部北缘,在距今0.12~8 Ma间,火山多次喷发留下了特殊的火山群地质遗迹.宽甸火山群的多期喷发,产生多种岩石组成的火山岩,火山岩中含有大量上地幔橄榄岩包体与丰富的巨晶矿物以及特殊的火山群地质地貌具有追溯地质历史的重大科学研究价值和观赏价值.     

山西恒山巨晶状直闪石岩的成因:来自地球化学和Sm-Nd同位素的证据

山西恒山地区的巨晶状直闪石岩由石榴石、直闪石、蓝晶石、十字石、堇青石、石英、金红石、钛铁矿和少量斜长石和普通角闪石组成,岩石SiO2含量类似于中-基性岩,但比后者更富镁铁而贫钙和碱。岩石可分为Ⅰ、Ⅱ两种类型:Ⅰ类直闪石岩含有石榴石变斑晶,并相对低镁、钛和碱,而含有较高铝、铁,其高场强和稀土元素特征类似于岛弧玄武岩,岩石的143Nd/144Nd为0.511361～0.511894,tDM(Nd)=2.39～2.60Ga,Nd同位素特征与五台杂岩中的基性变质岩一致。Ⅱ类直闪石岩富含直闪石,一般不出现石榴石,相对高镁、钛和碱,而含有较低铝和铁,高场强和稀土元素特征类似于大洋中脊拉斑玄武岩。岩相学和地球化学对比表明,本区直闪石岩的原岩是由与五台杂岩变质基性岩类似的火山岩经受海水热液蚀变的产物,这种水热蚀变引起基性岩中钙、碱丢失和镁(铁)富集,并可能形成大量绿泥石等富水矿物。直闪石岩的现有矿物组合是经历高压角闪岩相变质和接续的等温降压作用形成的,其中巨晶结构是由于这种极富流体岩石在峰期之前的前进变质过程中大量脱水所致,与这种大量脱水伴随的变质分异作用导致了直闪石岩成分的进一步改造。     

山东昌乐新生代碱性玄武岩中的巨晶单斜辉石成因研究

山东昌乐新生代碱性玄武岩中除斑晶单斜辉石和基质单斜辉石外,还发育大量巨晶单斜辉石和同源斜方辉石捕掳晶。巨晶单斜辉石与玄武岩间发育复杂和简单两种类型的反应边。复杂反应边往往发育在颗粒较大的巨晶单斜辉石外围。复杂反应边可分为4个带：内部带、过渡带、外部带和边缘带,其中,内部带、过渡带和外部带均由具不同结构特征的单斜辉石＋熔体＋金属氧化物构成,边缘带为不含熔体和金属氧化物的干净的单斜辉石;内部带的单斜辉石具梳状构造,过渡带的单斜辉石具细密筛孔构造,外部带为具似砂钟构造的筛孔状单斜辉石。反应边中单斜辉石、熔体及金属氧化物的成分显示,只有内部带受到单斜辉石巨晶的影响,其余带均受玄武岩浆的制约。简单反应边往往发育在颗粒较小的巨晶单斜辉石外围。简单反应边仅发育不含熔体和金属氧化物的干净的单斜辉石。巨晶单斜辉石的反应边是巨晶与玄武岩浆间温度差造成的。在与玄武岩浆反应的过程中,大颗粒的单斜辉石巨晶需要较长的时间与玄武岩浆达到温度平衡,从而有足够的时间发育包含4个带的复杂反应边;反之,由于缺乏足够的反应时间,小颗粒单斜辉石巨晶的外围只发育不含熔体和金属氧化物的简单反应边。同源斜方辉石捕掳晶的成分与地幔二辉橄榄岩包体中的斜方辉石类似,其边部发育类似于Bowen反应（1956）形成的单斜辉石环边。在单斜辉石Al^IV-Al^VI图解上,巨晶单斜辉石、二辉橄榄岩包体中的单斜辉石以及部分单斜辉石斑晶的核部,均位于较高压力的“麻粒岩和玄武岩中包体”区域,反应边中单斜辉石、基质单斜辉石以及绝大部分斑晶单斜辉石位于“火成岩”区域,说明部分斑晶单斜辉石核部来源于地幔二辉橄榄岩,属于捕掳晶。结合单斜辉石结晶压力的估算,笔者认为巨晶单斜辉石的成因模式为：来自软流圈的碱质基性熔体上侵到地幔岩石圈下部,结晶形成单斜辉石巨晶,后来该熔体携带巨晶单斜辉石与来自上地幔岩石圈、夹带大量二辉橄榄岩包体以及斜方辉石（和单斜辉石）捕掳晶的玄武岩浆混合,巨晶单斜辉石随混合后的碱性玄武岩浆上升、喷出地表。     

江西安远路迳金伯利质煌斑岩筒辉石巨晶和包体中辉石的氢氧同位素

利用离子探针和质谱技术分别分析测试了江西安远路迳金伯利质煌斑岩筒辉石巨晶和包体中辉石的氢氧同位素组成.结果显示,辉石的氢同位素δ(D)值从-83‰变化到-101‰,平均值为-91.6‰;氧同位素δ(18O)值由5.46‰变化到5.70‰,平均值为5.60‰.路迳辉石巨晶和包体中辉石的氢氧同位素组成均一,表明其来源于地幔,且其形成和演化过程中物理化学环境稳定,继承并保持了原始地幔的氢氧同位素组成.     

山东刚玉巨晶的成因——来自矿物包裹体的证据

利用电子探针、扫描电镜分析技术在产自山东碱性玄武岩的刚玉巨晶中发现了尖晶石族氧化物包体,并有许多刚玉、钛铁矿、高硅氧化物、辉石、长石、方解石等包体.这些包体矿物的化学成分明显与该地区相应的巨晶矿物不同,具有深源性的特征.刚玉巨晶具有世代现象,其生长具有明显的阶段性,是在一种高度演化的富含SiO_2岩浆中生成,生长过程极其复杂.     

东天山红山Cu-Au矿床氧化带首次发现的副针绿矾巨晶及其多型针绿矾

一种艳丽的蓝紫色矿物巨晶在我国新疆哈密地区红山铜.金矿床氧化带中、上部大量出现,经详实的野外地质观察和室内测试,如X-射线单晶及粉晶衍射测定、湿法化学分析、热分析、穆斯堡尔谱和红外光谱测试等,确认其为一罕见硫酸盐矿物-副针绿矾(Paracoquimbite,Fe2(So4)3·9H2O),是继智利丘基卡马塔巨型宽岩铜矿区1935年报道后,在世界上的又一次发现,在我国尚属首次.该矿物晶体如此之硕大(单晶粒度可达8cm～12cm),远大于智利首次发现的晶体(1.95cm),在国内外和自然界亦堪称首例,与副针绿矾密切共生者为针绿矾,二者呈多型关系.本文副针绿矾湿法化学分析结果为(wt%):SO3 42.55,Fe2O3 28.19,H8O 28.72,CaO 0.02,MgO 0.01,AL2O3 0.03,Na2O 0.02,总计99.54,其XRD特征谱线为:4.61(100),8.89(83),3.38(67);针绿矾湿法化学分析结果为(wt%):SO,3 42.31,Fe2O3 28.61,H2O 28.98,MgO 0.01,Al2O30.01,总计99.92,其XRD特征谱线为:8.27(100),5.46(76),2.77(76).红外光谱分析判定了不同基团及同一种基团在不同结构环境下振动模式或频率的差别.穆斯堡尔谱分析确定了副针绿矾和针绿矾中铁的氧化态、配位数以及结构中存在共价键(霄键).其穆斯堡尔谱共有特征是四极矩分裂值较小,均由单一吸收峰组成.各种实验分析数据完全吻合,保证了副针绿矾和针绿矾研究的准确性和可靠性.在同一标本上连续切片,通过连续系统的电子探针分析,对针绿矾与副针绿矾互为多型的成因机理做了初步探讨.红山矿区氧化带中除与该矿物副针绿矾共生者外,尚有其它多种硫酸盐矿物亦为我国首次发现.目前上述诸多矿物已作为湿法冶铜及制酸工业的新型资源,副针绿矾巨大晶体的发现兼有一定的实用价值和收藏价值.     

山东昌乐玄武岩内刚玉巨晶中流体和熔融包裹体测温及激光拉曼密度分析

通过详细的测温并辅以新发展的激光拉曼分析流体包裹体密度技术,对山东昌乐玄武岩内刚玉巨晶中的流体和熔融包裹体进行了测试,鉴定出:刚玉中多类流体包裹体为富CO2包裹体,也含少量其他挥发分,密度低于0.55g/cm3(多数<0.3 g/cm3)或位于0.65～0.75 g/cm3范围,前者指示包裹体遭受泄漏;另外一类流体包裹体为富CO2盐水包裹体,也含少量其他挥发分,密度0.64～0.78 g/cm3.各类熔融包裹体中,一类在1 100～1 300℃均一,另3类在1 040～1 280℃均一,但熔融包裹体中也有许多无法均一,是由于其内固体物质粘滞性高同时升温时间有限或富CO2相、富熔体相不均一捕获所致.以熔融包裹体最低均一温度(1 000～1 100℃)代表刚玉内包裹体的捕获温度,用"等容线法"限定包裹体捕获压力为350～640 MPa,经静岩压力换算深度为12～23 km,即中-下地壳深度.大量富CO2包裹体在测温过程中无法观察到相变行为,是鉴定昌乐刚玉的重要标志,而富CO2及含CO2盐水包裹体与熔融包裹体密切伴生及熔融包裹体不均一捕获的特点,反映捕获温压条件下深部流体和熔体存在不混溶现象,也表明昌乐刚玉形成于中一下地壳CO2过饱和的高温熔体环境.     

玄武岩和金伯利岩中斜方辉石的矿物化学特征及其意义

作者收集了国内外玄武岩和金伯利岩中不同产状的斜方辉石300余个样品的矿物化学资料。通过对这些资料的分析,确定了斜方辉石的成分范围区。研究表明,斜方辉石的Al_2O_3含量随压力增高而增加,但是,当压力超过21.4×10~8-24.9×10~8Pa时,Al_2O_3含量随压力的继续增高而呈减少趋势。产于金伯利岩中的斜方辉石以富Mg,100Mg/(Mg+Fe~(3+)+Fr~(2+)+Mn)值高和极贫Al、Ca为特征;产于玄武岩中的斜方辉石以贫Mg,富Ca、Fe为特点;Ⅱ型包体可能是在高压条件下从寄主岩——玄武岩中结晶出来的,与巨晶具有相似的成因。     

女山火山岩及其中高压巨晶形成的温压条件

安徽女山玄武岩属于钢质系列的强碱性玄武岩，它包括碧玄岩、碱性橄榄玄武岩和霞石岩、根据玄武岩的Ｍｇ值（１００Ｍｇ／（Ｍｇ＋Ｆｅ２＋））和高Ｎｉ含量，以及其中含丰富的幔源包体．说明女山玄武岩岩浆是分异程度很低的接近原生的岩浆。本区玄武岩还含有丰富的普通辉石巨晶和歪长石巨晶，而石榴石巨晶罕见。本文从矿物学、岩石学、物理化学（特别是热力学）观点出发，对本区玄武岩和高压巨晶的特征和形成的温压条件进行了研究。     

辉石巨晶中有序排列球体构造的发现

在贯穿于汉诺坝玄武岩的碳酸岩筒中发现的辉石巨晶中，沿着一系列平行的{001}裂理面三维有序地分布了大小近于相等的球构造，主要有金属球体和玻璃球体，或者由金属、玻璃等物质共同组成的多相球体。三维有序排列现象及其复杂的矿物组合是在怎样的物理－－化学条件下形成的，这些条件又反映了怎样的地球动力学环境，是两个有意义的科学问题。