An Experimental Melting—crystallization Study on Basalt at High Pressures

A series of melting-crystallization experiments on alkali basalt samples from Minqing, Fujian Province was carried out in dry and waterbearing systems at high pressures. A high-pressure melting curve was obtained. The results indicate that clinopyroxene crystallized from basalt melt at 13.5–23.7 kbar. spinel at 23.7–28.6 kbar and garnet at > 28.6 kbar. With increasing pressure, the CaSiO₃ contents of clinopyroxenes increase; and the FeSiO₃ decreases, but the chemical composition of garnet does not show any significant difference. The minerals are larger and euhedral in the water-bearing system. Therefore, we consider that natural megacrysts of the basalt can crystallize from the water-bearing basalt magma at high pressure. So the megacrysts may be derived from the upper mantle as a result of magmatic crystallization-fractionation under high pressure. This project was financially supported by the National Natural Science Foundation of China.     

分析气团以论天气变化(二续)

4.太平洋及其邻近之气团贝尔格龙1930年发表之“动力气候学的真铨”(7)以气团原地之区域,分气团为四大类:冰洋气团A,极地气团P,热带气团T,及赤道气团E。又因海洋与大陆之不同,每大类再分为二小类,即有冰洋大陆气团cA,冰洋海洋气团mA,极地大陆气团cP等等八类。如     

滇西哀牢山深变质杂岩新生代多期变质、剪切变形及地质意义

造山带内大型走滑断层带的运动、变形及变质事件的精细厘定,对研究造山带演化具有重要意义。沿着红河-哀牢山走滑断裂带出露大量深变质杂岩体,这些深变质杂岩保存了极其丰富的变形-变质以及热-构造演化信息。本文重点以红河-哀牢山走滑断层带中的变基性岩和变泥质岩为研究对象,开展了详细的宏观和显微构造、岩相矿物组合、变形温压条件及年代学的综合分析。所有的结果表明哀牢山深变质杂岩经历了至少三个阶段的变质以及依次的变形,即早期进变质阶段（M1）、峰期麻粒岩相变质阶段（M2）（T=780~840℃,P=~0.95GPa）以及峰后近等温减压阶段（M3）,具有明显的顺时针P-T演化轨迹。获得片麻岩中的锆石边的变质或熔融年龄为35.2±0.9Ma~33.9±0.8Ma。同时结合EBSD变形矿物晶格优选定向分析,可以确定峰后近等温减压阶段（M3）与区域左行剪切变形阶段相一致。

     

大陆科学钻探与深井地球物理长期观测研究最新进展

随着地球系统科学研究的深入开展以及解决人类所面临的环境、资源、防灾等科学问题的需要,20世纪90年代以来,世界大陆、大洋科学钻探工程研究以及在钻孔深井内进行的地震、地球物理长期观测得到飞速发展,并取得了初步的观测研究成果。本文介绍了日本、德国、美国在深井长期观测方面的最新进展和科研成果,结合中国现实情况,展示了中国大陆科学钻探工程江苏东海现场开展深井地球物理综合观测的初步方案及其观测研究前景。该深井观测站将成为中国第一个无地面干扰的综合性深井地球物理和流体长期实验观测站,预期可以获取客观真实的深井综合地球物理资料,开创中国零干扰条件下地球科学观测研究的崭新局面。     

混合岩形成模式的研究进展

混合岩形成模式历来是地质学研究的重要课题。混合岩在许多情况下形成于进变质的脱水熔融作用，并伴随着有限量的熔体分离作用。熔融过程中形成熔体的多少受到熔体水中含量的控制，而水含量又是温度、压力、熔体成分和水活度的函数。在水活度低和温度高的情况下，产生在地壳中的熔体（如A型花岗岩的）含水量比以前的假设要高。顺时针的P－T轨迹可能有利于流体从结晶熔体中释放出来，同时产生脱水矿物组合，而释放出来的水可以导致相邻岩石的水饱和熔融。熔体形成后的不完全汲取的特点，改变了局部原岩的总体成份，导致原地结晶的熔体和剩余物质随着温度降低而发生退变质反应。这种退变质反应具有不完全性，经常在混合晚期的结构中被记录下来。由此推导的P－T轨迹压力值的误差较大，其准确性受到了怀疑，与之相应的大地构造环境也应该重新考虑。     

麻粒岩相条件下熔融反应与矿物相转变机制的实验研究

麻粒岩相条件下石榴黑云斜长片麻岩实验结果表明,含水矿物黑云母(Bi)脱水熔融、长英质矿物部分熔融的性质主要受控于温度条件;而矿物相转变不仅受控于温压条件,而且与脱水熔融、部分熔融存在密切成因联系。依据Bi脱水熔融性质和石榴石(Gi)转变反应特征,可划分以下三个阶段:(1)当温度在700℃时,Bi转变为钛铁矿(Ilm)+磁铁矿(Mt)+H_2O,Gt转变为Mt,(2)当温度在730—760℃,Bi脱水熔融为富K_2O熔体(Melt)+Ilm+Mt,Gt转变为紫苏辉石(Hy)+堇青石(Crd);(3)当温度大于790℃时,Bi脱水熔融为Melt+Hy+Ilm+Mt+H_2O,Gt则转变为Hy+尖晶石(Sp)+Crd组合。熔体比例和熔体演化特征除受温压条件控制外,与长英质矿物部分熔融程度和脱水熔融性质关系密切。实验结果显示,在麻粒岩相变质作用以及与其相伴随的重熔作用(或区域性混合岩化作用)过程中,不仅存在传统的固相+固相(或流体相)的反应和脱水熔融反应,而且存在熔体参与的变质反应(即:未熔矿物与熔体之间的反应)。该项实验对深入探讨麻粒岩相矿物演化的成因机制及其动力学意义提供可靠的实验依据。     

藏南吉隆地区大喜马拉雅结晶杂岩的新生代变质作用和构造意义

大喜马拉雅结晶杂岩位于喜马拉雅造山带的核部,其变质作用的研究是揭示碰撞造山作用和动力学的关键。本文对喜马拉雅造山带中部吉隆地区的大喜马拉雅结晶杂岩中的片麻岩和片岩进行了岩石学和锆石U-Pb年代学的研究,表明这些高级变质岩经历了高角闪岩相的变质作用和部分熔融,以及近等温降压的退变质过程。片麻岩和片岩的峰期变质矿物组合为斜长石+钾长石+黑云母+白云母+石英±石榴子石±钛铁矿和石榴子石+蓝晶石+斜长石+黑云母+白云母+钛铁矿+石英,晚期退变质矿物组合为斜长石+钾长石+黑云母+白云母+夕线石+石英±石榴子石和石榴子石+夕线石+斜长石+黑云母+白云母+钛铁矿+石英。相平衡模拟研究表明,岩石的峰期变质条件为685~755℃和9.5~12kbar,退变质作用条件为675~685℃和6~7.4kbar。锆石U-Pb年代学表明,高级变质岩的部分熔融时间为38~16Ma,熔体结晶时间为17~15Ma。本次研究表明,大喜马拉雅结晶杂岩中、上部并没有普遍经历高压麻粒岩相变质作用,部分地区包括吉隆地区经历的是高角闪岩相变质作用。此外,本文在吉隆地区高级变质的大喜马拉雅结晶杂岩中识别出较低级变质的特提斯喜马拉雅岩系单元。结合已发表的藏南拆离断裂的主要活动时间,本文认为构造楔模型更适用于研究区喜马拉雅造山过程的解释。     

温度与差应力对岩石熔融程度的等效关系——以角闪变粒岩为例

为了探讨差应力和温度与岩石熔融程度的关系,利用角闪变粒岩进行高温高压条件下的岩石变形实验。包括差应力条件下的动态实验,围压100 MPa,温度700℃,施加相当于差应力为0~25 MPa,且以每5 MPa为间隔进行天然块状岩石样品的动态熔融;在相同的围压条件下,温度由700 ℃到900 ℃每50 ℃为间隔,进行无差应力条件下天然块状岩石的静态熔融实验,并进行对比研究。结果表明,在相同温度条件下,岩石的熔融程度随着差应力的增加明显增高。通过对斜率的对比分析表明:以700 ℃为基准,差应力每增加5 MPa,其带来的影响与温度升高40 ℃的效果相当,也说明中性岩石的熔融对差应力的敏感程度比酸性岩要高。     

胶东北部碱性超基性脉岩地球化学特征及环境和成因探讨

胶东地区脉岩属碱性超基性岩系(Na2O+K2O=4.67%～5.43%;SiO2=36.70%～39.99%),岩性为单一的橄榄辉石岩。从主量元素(包括CIPW标准矿物组成)和过渡元素组成来看,该岩系近似原始岩浆组成。电子探针结果显示:橄榄石为富镁质橄榄石(贵橄榄石)(Fo=71～90),单斜辉石为透辉石(次透辉石为主)。岩石富集大离子亲石元素(K、Rb、Sr、Th和Ba),但不具有高场强元素(Nb、Ta、Zr和Hf)的亏损,表明岩石形成于大陆板内环境,为地幔橄榄岩低度部分熔融(3.4%)的产物。同时,它具有大陆边缘弧的特性,暗示其为一种滞后型弧岩浆作用的产物。稀土元素特征显示,岩石强烈富集LREE,而相对亏损HREE,暗示了源区的富集特性。Eu/Eu*=0.89～1.00,总体不表现明显的负Eu异常,暗示斜长石不是主要的分馏矿物相。结合板内碱性岩石的矿物结晶顺序认为,本区岩浆分馏以较弱的橄榄石分馏为主。