汉诺坝幔源橄榄岩包体的微量元素和Re-Os同位素地球化学：SCLM的性质和形成时代

本文报道了汉诺坝新生代碱性玄武岩中地幔橄榄岩包体的主量、微量元素和Re-Os同位素。14个尖晶石橄榄岩Re、Os含量分别为0.022～0.193ng/g和1.237～4.304ng/g，^187Os/^188Os比值为0.1183～0.1244，与^187Os/^188Os比值相关性不好，但与熔体亏损指标如重稀土元素Yb的含量、全岩Al2O3的百分含量有很好的线性关系，可能反映了地幔熔融后的Re或/和Os的活动。全岩Al2O3、CaO、TiO2含量均与MgO有很好的负相关性，全岩原始地幔标准化REE丰度模式呈现了LREE亏损，表明该区橄榄岩包体是由软流圈地幔经过部分熔融，亏损了玄武质组分后形成的。由Os同位素代理等时线得到该区陆下岩石圈地幔的形成年龄为1.7～2.0Ga，表明尖晶石相橄榄岩所代表的岩石圈地幔是中元古代的陆下岩石圈地幔减薄后的残留体。     

江苏东海芝麻房预先导孔（CCSD-PPl）橄榄岩及其反映的上地幔亏损和交代事件

芝麻房预先导孔橄榄岩岩石类型有二辉橄榄岩、方辉橄榄岩、单辉橄榄岩和纯橄榄岩，其中前3种多数含有石榴子石。这些岩石在垂向上显示成层性，没有某种方向的韵律变化，它们之间呈渐变过渡关系。对样品进行主量元素、微量元素、稀土元素和Sr、Nd、O同位素分析表明，随着样品MgO含量的增高，Al2O3、CaO逐渐降低，呈良好的相关关系，并且大致上从石榴橄榄岩类到不含石榴子石的橄榄岩类主量元素的亏损程度增高，两者一般均比原始地幔主量元素亏损。稀土元素配分型式表现为右倾的轻稀土富集型，在微量元素蛛网图上，也表现为强不相容元素和微量元素到适度不相容元素的总体右倾型，与原始地幔相比，均富集强不相容元素。富集程度的不同与主量元素的亏损无对应关系，说明主量元素和微量元素各自的特点不是同一种事件造成的，而是先前地幔部分熔融作用之后又发生了富含不相容元素流体的交代作用。Sr、Nd同位素具有富集特点，变化范围较大，而且主量元素较亏损的岩石更富集Sr同位素，显示了交代富集的特点。稀土元素(Ce／Yb)x比值和εNd之间的负相关关系和Rb丰度与Sr同位素之间的正相关关系表明，富集Sr、Nd同位素的流体和富集不相容微量元素的流体均来自地幔。     

橄榄岩-熔体的相互作用:岩石圈地幔组成转变的重要方式

橄榄岩-熔体/岩浆的相互作用常被用来解释蛇绿岩套橄榄岩、造山带橄榄岩、超镁铁质侵入杂岩体、地幔橄榄岩捕虏体中某些具有不平衡结构和矿物组成的岩石的形成过程。橄榄岩-熔体的反应主要有两种方式,即消耗橄榄石(和单斜辉石)生成斜方辉石或消耗斜方辉石生成橄榄石(和单斜辉石)。反应的结果不仅造成矿物百分含量的变化,而且造成矿物组成的变化;后者更重要但未引起足够的重视。华北东部中生代玄武质岩石中具有环带状结构的橄榄石和辉石捕虏晶,特别是具有环带状结构的地幔橄榄岩捕虏体的发现,暗示这种橄榄岩-熔体的相互作用在华北东南部中生代岩石圈地幔中很可能普遍存在,为岩石圈地幔组成转变和快速富集的重要方式。这是全球首例由橄榄岩-熔体相互反应造成的岩石圈地幔大规模的组成变化。反应熔体来源途径主要有地壳来源和软流圈地幔来源。来源不同的熔体与橄榄岩的反应造成的组成变化完全不同。     

亏损上地幔中的富钾熔体和碳酸盐交代作用:来自CCSD预先导孔橄榄岩的地球化学证据

中国大陆科学钻探工程预先导孔(CCSD-PP1) 打在苏鲁超高压变质带芝麻坊超镁铁岩体上,钻孔穿透超镁铁岩体115m.超镁铁岩体由二辉橄榄岩、方辉橄榄岩和少量单辉橄榄岩和纯橄岩组成,与上下围岩接触的橄榄岩被强烈蛇纹石化.多数橄榄岩含有石榴石或其假象,普遍含有金云母和菱镁矿,少量样品中有钛斜硅镁石.在化学成分上,橄榄岩的Mg#指数变化于90.392.6之间,MgO含量(36.61%49.15%,平均45.17%) 与Na2O (0.01%0.25%)、Al2O3 (0.07%3.71%,多数 < 2.0%,平均1.46%)和CaO (0.12%2.53%,一个高达3.30%,平均1.00%) 呈负相关关系.与主量易熔元素相对亏损的特点相反,橄榄岩中显示了稀土元素富集、分馏和配分曲线显示近于平行和相似的特点,(La/Lu) N比值为3.1833.05;此外,多数样品具有高Ba (最高比原始地幔高100多倍) 含量,在蛛网图上显示Rb、Nb、Ta、Zr、Hf和Sr的负异常,Ti/Eu比值均低于1300.岩相学特征和难熔主量元素与不相容元素之间的无相关性表明橄榄岩至少受到了形成金云母和菱镁矿的2次交代作用.富含金云母的橄榄岩(例如C25-143-61,C32-149-71) 具有富钾趋势,并且显示K2O与Rb、Ba和Th等大离子亲石元素的正相关关系,未见K2O和稀土元素、Sr和Ca之间的相关关系.这些特征表明橄榄岩被含水、硅铝质碱性熔体交代,之后又被高Ba低Rb和高场强元素的镁质(菱镁矿) 碳酸岩熔体交代,并且强烈地改变了Ba的丰度和显示了特定地幔碳酸盐的稀土元素配分型式.全岩具有不均一的高放射性Sr (87Sr/86Sr=0.70840.7201)和低放射性Nd (εNd (t) =-1.14-8.55) 组成,结合已有的氧同位素研究资料,表明预先导孔PP1中的橄榄岩所代表的地幔可能在早期就遭受了来自深部的介质的交代作用.      

关于吉林红旗岭1号含矿岩体橄榄岩相的定名问题

声林省红旗岭镍矿为国内外著名的岩浆型硫化多金属矿床。自1961年于1号岩体首次见矿,揭开了该区扩大矿产资源找矿的序幕。1号岩体平面上呈纺锤形,横断面两侧向中心倾斜,呈似盆状。自该岩体发现迄今,自上而下岩体被分为辉长岩、辉石岩、橄榄岩和橄榄辉石岩4个岩相。岩体最大垂深约230m,其中橄榄岩相为岩体的主体。     

东乌旗晚石炭世辉石橄榄岩锆石U-Pb年龄及其构造意义

目前关于内蒙古东乌旗晚古生代花岗岩中辉石橄榄包体的精确年代学及其构造意义不清,直接制约了该区晚古生代地幔性质及构造演化的探讨.对东乌旗新发现的辉石橄榄岩进行了岩相学、全岩地球化学和锆石U-Pb定年研究.结果表明,辉石橄榄岩主要由橄榄石、角闪石、斜方辉石及少量斜长石、黑云母、单斜辉石组成;锆石U-Pb年龄为317.8±1.6 Ma,属晚石炭世.地球化学数据显示,岩石SiO₂含量为40.28%~44.50%、MgO含量为23.42%~29.44%、Na₂O+K₂O含量为1.00%~2.12%（小于3.5%）,具有低m/f比值（3.13~3.86）和高FeOT含量（11.18%~14.70%）、高Mg#值（75.60~79.26）,属铁质超镁铁岩和拉斑玄武岩系列.岩石稀土总量较高（∑REE=31.98×10-6~72.60×10-6）,轻稀土（LREE）相对于重稀土（HREE）富集,（La/Yb）_N=3.56~7.72,Eu异常不明显（δEu=0.79~1.65）,球粒陨石标准化稀土元素配分模式表现为右倾型.岩石富集大离子亲石元素Rb、Sr、K等,相对亏损高场强元素Nb、Ta,具明显的Nb、Ta、Ti负异常;其形成于受俯冲流体改造的岩石圈地幔的减薄作用,并且岩浆在演化过程中遭受了地壳物质的同化混染作用.      

Talc-beating serpentinized peridotites from the southern Mariana forearc： implications for aseismic character within subduction zones

The serpentinized peridotites overlying the subducted zones in the Izu-Bonin-Mariana (IBM) arc system have been interpret as the cause of the low-velocity layer identified beneath the IBM froearc, in turn few earthquakes occurred along the plate boundary. Chrysotile, which is a low temperature and highly hydrated phase of serpentine with low frictional strength, has been suggested as the low velocity material in the serpentinized peridotites, besides, brucite is inferred to be likely conducive to stable sliding. However, such idea encounters challenging in our serpentinized peridotites from the southern Mariana forearc, which absent both the above minerals. The presence of talc, which characterized by its weak, low-friction and inherently stable sliding behavior, provides new clue. Here we report the occurrence of talc in serpentinized peridotites collected from the landward trench slope of the southern Mariana forearc. We infer that talc is mainly forming as a result of the reaction of serpentine minerals with silica-saturated fluids released from the subducting slab, and talc also occurs as talc veins sometimes. Due to its unique physical properties, talc may therefore play a significant role in aseismic slip in the IBM subduction zone.

     

中国大陆科学钻探工程卫星孔 CCSDPP6 钻孔橄榄岩岩石学研究

中国大陆科学钻探工程卫星孔PP6钻孔位于苏鲁超高压变质带的山东荣成滕家集马草夼橄榄岩体中。该橄榄岩出露于元古代花岗闪长片麻岩中,面积为300m×130m。地表岩石风化强烈,钻孔内岩石新鲜,劈理发育。孔深196m,橄榄岩厚度约110m,下部为花岗闪长片麻岩。橄榄岩主体呈块状构造,边缘呈条带状构造,靠近片麻岩的橄榄岩蛇纹石化强烈。除了10cm厚的岩脉原岩为岩浆分异的产物外,岩石主元素、微量和稀土元素地球化学显示,原岩为极亏损的地幔方辉橄榄岩。岩石主要矿物组成为橄榄石(85%~95%) 斜方辉石(3%~5%) 角闪石(3%~5%) 尖晶石(约0.5%) 镍硫化物(<0.1%),个别部位含有石榴石、单斜辉石和白云石。根据矿物的结构和成分,大体分为三个期次的组合。早期残余地幔矿物组合,由镁橄榄石、富铝顽火辉石、铬尖晶石和透辉石组成,具残余斑状结构,常含有包体,为高温低压组合;超高压变质期矿物组合,由镁橄榄石、镁铝榴石(Pyr=62~66)、低铝顽火辉石、铬尖晶石组成,具细粒变晶结构,无包体,变质温压为840~940°C、3.0~4.1GPa;麻粒岩相─角闪岩相变质期矿物组合,包括韭闪石、镁铝尖晶石、铬尖晶石、白云石、透闪石、蛇纹石,变质温度和压力为650~780℃、<1.8GPa。马草夼橄榄岩作为地幔楔,在印支期发生了超高压变质作用,并在折返过程中叠加了麻粒岩相-角闪岩相的变质作用。     

吉林双辽地区橄榄岩包体中熔体-岩石作用特征及其对地幔交代作用的启示

吉林双辽地区古近纪玄武岩中一方辉橄榄岩包体记录了上地幔交代作用的信息。原生斜方辉石被交代成因的单斜辉石和橄榄石所围绕,或形成反应边结构,或斜方辉石残留在次生单斜辉石中。这些反应结构仅出现在尖晶石的周围。电子探针分析表明次生单斜辉石具有高Mg#、Cr#和CaO/Al2O3比值,次生橄榄石高Mg#、CaO和Cr2O3,被交代的尖晶石边部高Cr#、CaO。由于交代作用并未影响橄榄岩体系的Mg#,而且熔体-岩石反应结构指示Opx(斜方辉石) Sp(尖晶石) 熔体(Ⅰ)→Cpx(单斜辉石) Ol(橄榄石) 熔体(Ⅱ),结合实验以及文献资料,认为双辽地区的岩石圈地幔受到了硅酸盐熔体的交代。这种交代导致橄榄岩中斜方辉石逐渐减少,单斜辉石和橄榄石逐渐增加,从而使方辉橄榄岩渐变成易剥橄榄岩。这种交代现象可能发生在软流圈-岩石圈接触带上的熔-岩反应区,暗示了在古近纪双辽地区岩石圈减薄和软流圈上涌导致的软流圈-岩石圈的相互作用仍在继续。