中基性岩浆的不混溶作用及存在的问题

不混溶作用作为岩浆演化的一种重要方式,已经被广泛报道存在于月球、地球岩石样品的形成过程中。在岩浆不混溶作用过程中,单一成分的熔体会分解成成分截然不同的富Fe、富Si两种熔体。这两种熔体具有共轭但相反的成分演化路径,可以为很多重要的成岩成矿问题提供较好的解释。然而,不混溶作用自从现代岩石学初期被提出起,其岩石学意义就一直广受争论。早期争论的焦点是自然岩浆是否可以发生不混溶作用,而近些年来,争论的焦点已转移至自然岩浆是否可以发生高温(1100℃)不混溶作用。此外,关于水对不混溶作用的影响以及不混溶熔体的相分离过程等方面也存有争议。但总体来说,现有的研究已经比较清楚地阐明了不混溶作用触发及演化的机理。本文回顾了不混溶作用的研究历史,介绍了影响不混溶作用的因素、不混溶作用的起始温度、不混溶熔体的成分及演化、不混溶熔体的发育及分离几方面的研究进展。另外,从不混溶作用在解释Bowen—Fenner之争、Daly间断、大洋斜长花岗岩的成因、斜长岩体型Fe—Ti—P矿床以及层状岩体中大型钒钛磁铁矿床的成因等几个重大科学问题中可能扮演的角色的角度,探讨了不混溶作用的岩石学、矿床学意义。最后,本文对不混溶作用研究中存在的问题进行了总结,认为对不混溶作用发生的物理化学条件、不混溶过程中的同位素分馏以及不混溶相分离的动力学过程等方面的研究存在不足,需要今后的工作去揭示并深入探讨。     

琼东南盆地西区梅山组海底扇岩相-地球化学特征及源区意义

南海北部琼东南盆地西区乐东-陵水凹陷梅山组海底扇是当前天然气勘探重点领域,通过研究其岩石类型、轻/重矿物与地球化学特征,判断沉积源区性质,为储层评价及预测提供地质基础.结果表明:岩性以细砂岩为主,发育粉、中-粗砂岩,岩石类型为石英砂岩、岩屑石英砂岩、长石岩屑砂岩,重矿物组合表现为磁铁矿+锆石+电气石+白钛矿;由于发育高铁镁质矿物及粘土矿物,泥岩较砂岩SiO₂含量明显低,Fe₂O₃、MgO、CaO、K₂O含量与稀土总量偏高.说明源区富石英、贫钾长石且含有大量粘土矿物,主要为石英质沉积源区,局部为中性火成岩源区,且经历了低-中等程度的风化作用,是再循环沉积而成.      

山东铁铜沟橄榄岩的水含量:华北克拉通早白垩世富水岩石圈的分布

已有研究表明,华北克拉通东部的山东费县岩石圈地幔在克拉通破坏峰期(早白垩世)时是高度富水的,其中橄榄石的H₂O含量＞180×10-6;而同期克拉通西部的太行山符山地区岩石圈地幔具有贫水特征,其中橄榄石的H₂O含量为~10×10-6.这表明西向俯冲的古太平洋板块造成了华北东部早白垩世岩石圈地幔的富水特征,为克拉通破坏提供了力学前提.为了解古太平洋板块俯冲的影响范围,对介于费县和符山之间的山东铁铜沟地区早白垩世高镁闪长岩中的橄榄岩捕掳体进行了含水性分析,橄榄石的原始H₂O含量(6×10-6~24×10-6,平均值为(15±7)×10-6)与符山地区相当,暗示太平洋板块俯冲造成的岩石圈富水效应可能仅局限在华北最东部,这和最东部地区克拉通破坏程度最高是一致的.      

南米仓山火地垭群岩石地球化学特征及时代探讨

从岩石学、岩石地球化学特征讨论了南米仓山火地垭群变质岩系特征，结果表明火地垭群变质原岩主要为副变质岩和少量火山岩组成，结合单钻石Pb－Pb年龄和区域地质资料，将火地垭群归属于中晚元古代。     

滇东南薄竹山花岗岩岩石学及其稀土-微量元素地球化学

薄竹山花岗岩体分两期侵入,第一期岩石类型主要为中粒黑云母二长花岗岩,SiO_2含量介于64.82%～72.01%,平均68.72%,总碱度K_2O+Na_2O=5.51%～8.2%,平均6.92%,A/CNK平均1.14,富集Rb、U、Th等微量元素和轻稀土元素,中等的Eu负异常,δEu=0.37～0.55,属过铝质花岗岩,主要形成于同碰撞阶段;第二期主要为细粒二长花岗岩,SiO_2含量变化范围75.94%～76.89%,平均76.33%,总碱度K_2O+Na_2O=7.58%～8.82%,平均8.22%,A/CNK.A/NK图上主要落在准铝质范围,微量元素Nb、Ta、Y富集,显著亏损Sr、Ba,强烈的Eu负异常,δEu=0.06～0.11,形成于板内的伸展环境.第二期花岗岩Ba、Sr亏损明显,这与强烈的Eu负异常相对应,说明第二期花岗岩经历了高度演化.     

矿物微-纳尺度硫同位素分析及在东营凹陷油气成藏的应用示范

黄铁矿等硫化物离子探针硫同位素分析已经广泛应用在成矿机理、古环境重建、大气环境硫源示踪及行星演化等研究中。纳米离子探针(CAMECA Nano SIMS 50L)的使用将硫化物硫同位素分析空间分辨率提升到微纳尺度(1μm～100nm),实现了分辨率1～2μm、精度0.5‰(1SD)的硫同位素点分析方法,分辨率100nm、精度1‰的硫同位素图像分析方法。为了进一步优化分析流程拓展纳米离子探针硫同位素的应用,本文系统比较了纳米离子探针微纳尺度硫同位素点分析方法、图像分析方法的各自特点及分析流程;并以东营凹陷北带沙四段黄铁矿为研究对象,联合采用了纳米离子探针硫同位素点分析和硫同位素图像分析手段,对黄铁矿微细结构进行分析,从而揭示了储层中黄铁矿成因及其油气成藏的指示意义。     

桂东北鹰扬关地区罗家山辉长岩的矿物化学特征及其构造意义

对桂东北鹰扬关地区新发现的罗家山辉长岩开展年代学、矿物学和矿物化学研究,可进一步约束区域构造背景.罗家山辉长岩的主要矿物为单斜辉石(Cpx)和斜长石(Pl).单斜辉石具有高铁铝、低钙钠钛的特征,其成分为Wo_27～31En_36～47Fs_21～32,属于普通辉石;斜长石具有高硅铝钠、低钙钾的特点,其成分为An_0～3Ab_96～100Or_0～2,属于钠长石.根据单斜辉石的化学成分判定罗家山辉长岩的母岩浆属于Si不饱和的亚碱性拉斑玄武岩系列.单斜辉石温压估算结果表明,罗家山辉长岩的形成温度介于1 282～1 292℃,平均值1 287℃;形成压力介于1.53～2.37 GPa,平均值2.02 GPa;对应深度介于50.49～78.21 km,平均值66.80 km.LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄表明罗家山辉长岩形成于(768.9±6.8) Ma.单斜辉石的化学成分特征表明罗家山辉长岩属于典型的板内拉斑玄武岩.结合区域构造演化特征,推断罗家山辉长岩起源于地幔物质上...     

华北板块北缘东段柳河盆地早白垩世鹰嘴砬子组碎屑锆石U-Pb定年及其地质意义

华北板块北缘在晚中生代受到古太平洋板块西向俯冲作用的影响,发育强烈的构造变形及大规模的岩浆活动.研究区柳河盆地地处华北板块北缘,对其开展研究能够为约束华北板块北缘晚中生代构造演化阶段提供沉积方面的证据.依据对盆地早白垩世鹰嘴砬子组样品碎屑组分、岩性序列、沉积相演化特征的研究,结合碎屑锆石U-Pb年代学判断,盆地样品矿物组成具有石英含量较低,岩屑和长石含量较高的特点,显示沉积物物源主要来自岩浆弧物源区.两组碎屑锆石U-Pb年龄组成相似,以晚中生代为主,古元古代为辅.L1-B178样品（岩心）碎屑锆石存在约127Ma的主峰和约2553Ma的次峰;P303-B3样品（剖面）存在约126Ma的主峰和约2545Ma的次峰,中生代沉积物物源可能来自盆地东北侧丰富的岩浆岩.早白垩世鹰嘴砬子组最年轻碎屑锆石颗粒的U-Pb年龄限定岩层的最大沉积年龄为（125±4）Ma,介于早白垩世巴雷姆阶与阿普特阶,与层内流纹岩样品（124.3±0.7）Ma的锆石加权平均年龄吻合.通过对柳河盆地样品矿物组成特点、沉积相演化和碎屑锆石U-Pb年代学特征综合判断,盆地在（125±4）Ma已接收到古太平板块俯冲作用带来的物源...     

赞比亚希富玛铜矿床含铜碳酸岩岩石学和地球化学及其成岩成矿意义

新发现的赞比亚希富玛IOCG碳酸岩铜矿床位于泛非造山带卢菲里安弧复向斜带中部南缘,处于NW向深断裂带与NEE-EW向断裂带的交会部位。铜矿体主要赋存于含铜碳酸岩内。含铜碳酸岩主要侵入于新元古界上部孔德龙古群上部火山碎屑岩中,与矿区及其外围的岩浆岩构成含铜碳酸岩的杂岩组合。含铜碳酸岩灰白色块状构造,常见气孔构造和流动构造;含围岩捕掳体、熔融包体和流体包体;半自形细粒不等粒结构为主,镶嵌结构和包含结构很普遍;方解石和白云石双晶发育;矿物成分达40余种,主要非金属矿物为方解石,其次是硬石膏、白云石和萤石等;主要金属矿物为磁铁矿、黄铜矿和黄铁矿,其次有磁黄铁矿、闪锌矿、赤铁矿、辉钼矿、斑铜矿等。含铜碳酸岩全岩矿化,矿石构造主要为浸染状构造和斑杂状构造,其次为块状构造及稠密浸染状构造;矿石结构有自形-半自形细粒结构,他形细粒结构,交代熔蚀结构,固溶体分解结构,海绵陨铁结构等。含铜碳酸岩富CaO、FeO和Fe_2O_3,贫MgO,属铁质方解石碳酸岩;REE含量高,ΣREE=57.75×10~(-6)~1076×10~(-6),轻重稀土明显分馏,LREE/HREE=6.3~83.8,强正铕异常,弱负铈异常;富集Ba、Sr、Pb、U、Nb、P和LREE,亏损Ta、Zr、Hf和Ti;Zr/Hf、Y/Ho值和Y含量反映含铜碳酸岩出现了高度演化的熔体-流体过渡的岩浆体系;(87Sr/86Sr)i=0.705315~0.706708,在世界主要碳酸岩范围内;Sr-Nd同位素示踪显示岩浆可能源自EMⅠ;方解石的δ13CV-PDB为-17.8‰~-2.6‰,δ18OV-SMOW值变化于14.5‰~21.9‰;白云石的δ13CV-PDB为-18.8‰,δ18OV-SMOW值为13.5‰,均在世界碳酸岩的范围内;2个磁铁矿样品的δ18OV-SMOW值分别为4.3‰和4.6‰,接近地幔的氧同位素组成范围;金属硫化物的δ34SV-CDT(‰)值变化范围为-4.1~+10.5,在岩浆硫的范围内。此矿床为铁氧化物-铜-金(IOCG)型碳酸岩铜矿床。成岩成矿发生于泛非造山运动后造山伸展阶段拉张应力场构造环境。含铜碳酸岩和成矿物质可能主要源自受到富CO2地幔流体交代形成的EMⅠ富集地幔端元。成岩成矿机制可能是:从地幔源区部分熔融出的初始熔浆随着上侵和演化,液态不混溶出碱性硅酸盐岩浆和碳酸盐+硫酸盐岩浆;铜等成矿元素因亲硫而在碳酸盐+硫酸盐岩浆中富集。此岩浆随着上侵和演化发生液态不混溶作用,形成富集成矿物质和挥发分的含铜碳酸岩浆-热液过渡态流体。随着温度下降,其中碳酸盐矿物、硫酸盐矿物和磁铁矿大量晶出,氧被大量消耗掉,致使氧逸度降低,硫逸度增高,还原硫产生并快速增加,与Cu、Fe、Zn、Co、Mo等金属离子化合形成金属硫化物而成矿。     

滇东南八布早二叠世含火山岩屑砂岩指示古特提斯洋俯冲

滇东南八布基性/超基性岩体被认为代表洋壳残片,与越北Song Hien构造带内的蛇绿岩体共同构成八布-Song Hien古特提斯缝合带的重要岩石记录,是认识华南西南缘古特提斯构造演化的重要窗口.环绕八布基性/超基性岩体分布大面积碎屑岩系,内夹有硅质岩序列,长期以来被认为是三叠纪浊流沉积,但缺少确切的古生物化石和放射性年代学证据.为确定这套碎屑岩的沉积时代和物质来源,对紧邻八布岩体的龙林西含火山岩屑砂砾岩进行LA-ICPMS碎屑锆石U-Pb同位素和微量元素分析.结果显示,碎屑锆石年龄谱与华南西南缘的二叠系-三叠系年龄谱明显不同,但与Song Hien构造带晚二叠世砂岩和哀牢山带绿春二叠纪砂岩年龄谱相似.最年轻锆石年龄组约为285Ma,在微量元素组成上与弧/造山型岩浆结晶锆石一致,对应于安山质-流纹质火山岩屑,指示早二叠世火山岩浆活动.结合碎屑锆石年龄谱的对比分析和八布村东硅质岩序列的新发现,结果表明八布碎屑岩的沉积时代应为早二叠世,而非中三叠世,其早二叠世火山岩源区与八布-Song Hien古特提斯洋俯冲有关.