湘中紫云山岩体暗色微粒包体的成因:岩相学、全岩及矿物地球化学证据

暗色微粒包体广泛分布于湘中紫云山岩体中的似斑状角闪石黑云母花岗闪长岩中,但其研究程度较低.对具有火成结构的暗色微粒包体及其寄主岩进行了岩相学、全岩及长石、辉石、黑云母的矿物地球化学研究,探讨其岩石成因及构造意义.寄主岩的全岩主量、微粒元素较为均一,而暗色微粒包体变化较大,且后者相对贫SiO₂而富Na₂O,但总体上二者均具有准铝质、钙碱性、镁质的特征,均富集轻稀土和大离子亲石元素,而亏损重稀土和高场强元素.寄主岩和暗色微粒包体的斜长石、辉石和黑云母均分别属于中长石、次透辉石－低铁次透辉石和铁质黑云母的范畴,显示相似的矿物地球化学特征.详尽的岩相学和地球化学特征表明,寄主岩属于I型和ACG型花岗岩,具有明显壳幔混合的特点;而暗色微粒包体形成时处于液态并具有流动性,与寄主岩间存在明显的机械和化学混合作用,并具有早期为骤冷快速结晶、晚期缓慢结晶这两期过程.因此,紫云山岩体中出现大量暗色微粒包体,是印支晚期湘中地区在强烈挤压之后的松弛阶段,由于软流圈物质上涌,并与其诱发的壳源酸性岩浆混合作用的产物.      

单斜辉石中石英出溶体的显微结构和成因机制

矿物出溶结构保存有早期母体矿物的物理化学条件信息,对其开展研究不仅有助于了解寄主岩石的来源深度,而且有助于研究减压折返的动力学演化过程.在世界许多高压-超高压带的榴辉岩和石榴辉石岩中,人们普遍发现单斜辉石中有定向排列的针状或棒状SiO₂析出物,其矿物相主要为α石英,有时会伴生钙质角闪石等含水矿物.这些定向针状或棒状体通常平行于单斜辉石c[001]轴方向延伸,石英长轴可以为其c[0001]轴或a[1120]轴.电子背散射衍射(EBSD)测试结果表明,多数石英(96%)析出物与寄主单斜辉石具有结晶学取向关系:(1) 50%的石英c轴平行,并且[0001]_Qz//[001]_Cpx;(2)35%的石英至少有一个a轴平行,并且[1120]_Qz//[001]_Cpx;(3)11%的石英至少有一个s{1121}面平行,并且(1121)_Qz//(100)_Cpx.钙质角闪石析出物与寄主单斜辉石也具有密切结晶学取向关系:(100)_Amp//(100)_Cpx、[010]_Amp//[010]_Cpx、[001]_Amp//[001]_Cpx、[100]_Amp∧[100]_Cpx≈32°.上述定量显微构造证据表明,单斜辉石中定向石英析出物是由出溶作用所形成,并且多数石英出溶体形成于α石英稳定域.已有高温高压实验研究数据表明,单斜辉石中空位的形成和钙埃斯科拉组分(CaEs)的含量均受化学组成、压力、温度等多种因素综合影响:单斜辉石中CaEs含量对化学组成非常敏感,并受到共生矿物体系中自由SiO₂相和蓝晶石的共同缓冲;相同化学组成和等压条件下,CaEs含量总体上随温度升高缓慢降低;相同化学组成和等温条件下,CaEs含量在＜6 GPa区间随压力升高而增加,在＞6 GPa区间随压力升高而降低.单斜辉石定向SiO₂析出物的形成可能涉及多种因素,高压只是其中必要条件之一.榴辉岩质单斜辉石中“石英±角闪石”析出物很可能形成于开放体系,与熔流体活动密切相关,涉及多阶段物质扩散、晶体成核生长、重结晶、退变质反应等复杂作用过程.单斜辉石中定向SiO₂析出物的显微结构特征并非超高压岩石的必要条件,这种特殊显微结构也不能作为证明超高压的充分条件.      

传统温压计在低温榴辉岩应用中的局限:以西南天山超高压变质带为例

榴辉岩相变质岩石的温压研究对理解高压-超高压变质带的形成和演化具有重要意义,但西南天山低温榴辉岩运用石榴石-绿辉石（-多硅白云母）温压计计算的压力普遍低于相平衡模拟的结果.为此,在Zhang et al.（2017）对含霓辉石榴辉岩研究结果的基础上,对该区域内榴辉岩及其脉体中的绿辉石进行了岩相学和矿物化学的研究,结果表明绿辉石普遍发育环带结构:从核部到边部,Fe3+含量降低,Al含量增加,Fe3+/Al比值的降低对应于霓石含量的降低和硬玉含量的升高.相平衡模拟中硬玉分子等值线的计算结果表明具有最高硬玉含量的边部绿辉石在降压阶段生长.因此,具有最高含量的硬玉组分的绿辉石并不一定代表峰期压力,在应用石榴石-单斜辉石（-多硅白云母）传统温压计时需谨慎,尤其是应用于低温的、具有复杂环带模式的矿物组合时要尤为慎重.      

单斜构造区岩溶倾斜洞穴发育趋势与岩层产状相关性识别

通过构建岩溶倾斜洞穴发育趋势面和岩层倾向面,探讨在单斜构造区岩溶倾斜洞发育趋势与岩层产状的相关性。首先,根据洞穴探测导线长度、方向、倾角等要素,以测量初始点为原点建立空间直角坐标系,将测量空间方位角转换为平面直角坐标系中的方向角,将测量数据投影在平面直角坐标系上,运用向量加法原理求出各测点平面向量及坐标,结合各测点的相对高差,运用趋势面分析方法进行一次拟合,构建洞道空间展布平面方程;其次,根据岩层产状信息在空间坐标系中构建平面方程;最后,通过计算两平面法向量的夹角,来判断洞穴空间展布平面和岩层产状平面的重合度,同时求出两平面与同一水平面的交线所成角来判断洞穴空间展布趋势面与岩层面的倾向关系。通过实例证明,该方法用于探讨单斜构造区岩层产状对倾斜洞穴发育趋势的影响识别具有一定的实用性。      

危地马拉翡翠宝石矿物学特征及其与缅甸翡翠的对比研究

危地马拉目前已成为仅次于缅甸的第二大翡翠原料供应地。这两个产地翡翠辨别的需求愈发迫切,且应用意义较大。采用显微镜观察、电子探针分析及背散射电子照相获得危地马拉蓝水料翡翠的矿物成分及结构构造特征,结合两产地翡翠产出的大地构造环境、自然地理环境、原石特征与矿物成分特征等进行对比分析。总体上,危地马拉翡翠次生原石有一定的磨圆,呈次棱角状,“皮”(风化皮)厚度较薄,较少出现翻砂现象,由“皮”向里,极少甚至几乎不存在“红雾”。相对地,缅甸翡翠次生原石发育显著的球状风化,原石通常有较好的磨圆度,棱角状不明显,“皮”厚度可达数厘米,用手压磨有显著的翻砂现象, “皮”“肉”之间偶可见“红雾”。硬玉与绿辉石成分判别图显示危地马拉翡翠中硬玉和绿辉石呈相对富Ca、贫Na的特征,而缅甸翡翠中硬玉和绿辉石整体呈相对贫Ca、富Na的特征。在Fe含量上,危地马拉翡翠中硬玉的Fe含量较缅甸翡翠中硬玉的Fe含量偏低,而危地马拉翡翠中绿辉石的Fe含量较缅甸翡翠中绿辉石的Fe含量偏高。对翡翠外观特征的充分对比和对判别图的综合分析可应用于实际中翡翠产地的区分。     

单斜介质中方位NMO速度Thomsen参数反演方法研究

采用启发式共轭梯度法,即随机爬山法 + 共轭梯度法,利用单斜介质中P波方位NMO速度椭圆轴向偏转角度接近于零这一特性,简化P波方位NMO速度公式,并利用多方位P波NMO速度,反演出某一初始CMP观测线与自然坐标系之间的夹角,作为进一步进行Thomsen各向异性参数反演的基础. 根据各向异性介质中方位NMO速度与Thomsen参数之间的关系,建立了利用三种波的多方位NMO速度及垂直传播速度反演单层单斜各向异性介质Thomsen各向异性参数的目标函数. 对计算的理论值添加具有一定标准差的正态分布的随机噪声,用以模拟实际观测存在的误差,通过对加噪后的数据进行多次反演的误差分析,表明了所建立的目标函数及选用的反演方法是有效可行的,而且相对稳定.     

GRV 13100:一块在南极新发现的顽火辉石球粒陨石

球粒陨石为太阳系中最早形成的岩石,包括普通球粒陨石、碳质球粒陨石、顽火辉石球粒陨石、R群和K群球粒陨石等,其中顽火辉石球粒陨石在所有陨石中还原程度最高,典型特征是含有大量铁镍镁锰钙等金属硫化物和(硅)磷化物等,对其的研究可以为早期高度还原性太阳星云的演化过程提供约束。利用电子探针和激光拉曼等微区分析技术,对新发现的南极陨石GRV 13100进行了详细的岩石学和矿物学研究工作。该陨石主要由不同类型的球粒、基质和不透明矿物组成,球粒及基质矿物组成均以顽火辉石(En_(90.2—99.5)Wo_(0.1—4.2))或辉石质玻璃(En_(85.0—88.8)Wo_(0.1—4.1))为主,次要矿物为钠长石(Ab_(91.0—98.3))、镁橄榄石(Fo_(98.7—99.9))、方石英和不透明矿物。不透明矿物包括铁纹石、陨硫铁、陨硫镁矿、陨硫铬铁矿、陨硫钙矿、陨磷铁矿和硅磷镍矿等。铁纹石中硅含量为2.23—3.90wt.%,陨硫镁铁锰矿固溶体以富含硫化镁为特征。根据球粒类型、结构、矿物组合和矿物成分,特别是含有大量高度还原的金属硫化物等特征说明研究对象属于顽火辉石球粒陨石。而根据球粒大小、热变质程度和金属中硅含量等标准,将其划分为EH4型,冲击变质程度为S2,风化程度为W2。     

西沙群岛基底火山碎屑岩中单斜辉石的矿物化学特征及其地质意义

本文利用电子探针对南海西沙群岛琛航岛珊瑚礁底部火山碎屑岩中的单斜辉石矿物的化学特征进行了研究。结果表明,该单斜辉石属于富钙透辉石,部分有正环带结构,从核部到边部Ca、Fe、Ti的含量逐渐增加,是岩浆正常结晶顺序的反映,说明该区域的岩浆演化是向着富Ca、Fe、Ti方向发展的。主量元素数据显示,单斜辉石具有低Si高Al的特征(SiO₂=41.40%～48.44%,Al₂O₃=5.54%～10.20%),且AlⅣ含量较高,说明母岩浆为不饱和碱性岩浆系列;此外,单斜辉石Ca含量偏高,Ca/(Ca+Mg+Fe)值在46.1%～51.4%之间,推测是母岩浆的高Ca含量导致了大量高钙辉石的产出。结合西沙海域的地震和构造资料,推测琛航岛珊瑚礁的基底是玄武质火山碎屑岩组成的平顶状海山,系岩浆穿过断裂发育的岩石圈层在西沙群岛的海底喷发,随后火山碎屑物质经过堆积、固结作用而形成;该火山碎屑岩的原岩为板内碱性玄武岩。     

三种典型“玫瑰石”玉石鉴定特征对比研究

由于市场上出售的玫瑰石缺少统一的规范和标准,常引起玫瑰石交易的混乱。本文采用电子探针和 拉曼光谱等大型仪器,并结合显微镜放大观察、折射率测定、净水称重、荧光观察,对玉石市场上三种典型商售“玫瑰石”玉石的成分、谱学特征及常规宝石学鉴定特征作了对比分析和研究。结果表明,菱锰矿、蔷薇辉石和红柱石可以通过外部特征、荧光、折射率等方面进行基本区分,三种“玫瑰石”玉的电子探针和拉曼光谱测试结果都有明显区别,菱锰矿的主要矿物成分为菱锰矿,含有石英条带;蔷薇辉石的主要组成矿物为蔷薇辉石,红柱石主要矿物为红柱石,包含白云母、黑云母、石英等次要矿物成分。拉曼测试显示菱锰矿样品具有1075cm^-1、1086 cm^-1、291 cm^-1 、179cm^-1的特征拉曼位移,蔷薇辉石样品有 1006cm^-1、668 cm^-1、300cm^-1的特征拉曼位移,红柱石的特征拉曼位移在 1060cm^-1、950cm^-1、545...