辽宁金伯利岩变基性岩石捕虏体地球化学及锆石年代学: 示踪华北下地壳早期演化

辽宁复县古生代金伯利岩中的变基性岩石捕虏体主要为石榴石麻粒岩, 少量的辉石角闪岩、变辉长岩和辉石正长岩. 它们的SiO₂含量在47.3%~49.9%间. 石榴石麻粒岩多为中、粗粒变晶结构并呈三联点接触, 具石榴石+斜长石+辉石+条纹长石±金云母的矿物组合. 辉石角闪岩的矿物组合为斜长石+辉石+角闪石±条纹长石, 具744~821℃和0.76~0.88 GPa的平衡温度和压力条件. 石榴石麻粒岩来源于辉石角闪岩之下, 相当于>29 km下地壳深度, 石榴石麻粒岩的化学组成相当于钙碱性玄武岩, 具非常宽的Ni(133×10^−6~840×10^−6), 和Nb/Y(0.12~1.85)、Nb/U(3.51~53.86)和Ta/U(0.38~2.48). 辉石角闪岩和辉石正长岩组成上相当于碱性玄武岩. 它们被认为是底侵基性岩浆(结晶分异和未结晶分异)物质与古老地壳组分混染并经变质作用的产物, 并部分受到金伯利岩浆的影响. 变辉长岩锆石协和的表面年龄(2610~2580 Ma)以及石榴石麻粒岩、辉石角闪岩锆石近协和的上交点年龄(2578~2538 Ma), 说明它们是目前所知华北地块深部地壳最古老的捕虏体样品. 这些年龄记录着华北东部统一陆块形成事件, 即新太古代(2.6~2.5 Ga)是华北地块重要的陆壳生长期. 石榴石麻粒岩下交点年龄(1853 Ma)记录着早元古代的一次重要构造-热事件. 该事件可能与华北东、西部地块的碰撞作用以及华北克拉通的最后拼合(1.8 Ga)有关.     

北京房山花岗闪长岩体中包体的演化及闪长质微粒包体的成因

依据53个观察点2 615个包体的统计,将房山花岗闪长岩体中的包体划分为捕虏岩包体和微粒包体两大类.包体与岩体在组分上具有明显的浓度差,在物理化学上是不平衡的,包体与岩浆之间必然发生交互反应,从而形成包体的同心环带构造.捕虏岩包体环带构造特别发育,尤其是碳酸盐岩包体.根据50余个包体岩石薄片观察、矿物化学及岩石化学分析结果,将碳酸盐岩包体从早到晚的演化规律划分为4个阶段：热变质角岩化阶段→超镁铁质基性岩化阶段→中基性岩化阶段→中酸性岩化阶段,直至包体消失.56个微粒包体岩石薄片鉴定结果表明,其主要组成矿物是普通角闪石、黑云母和斜长石,组成和体积分数与闪长岩相当,因此又称为闪长质包体,定量统计结果表明,暗色闪长质包体的暗色矿物体积分数＞35％,浅色闪长质包体的暗色矿物体积分数＜35％,后者可构成前者的浅色边.根据闪长质微粒包体的宏观特征及分布规律、特殊的结构构造、主要造岩矿物与寄主岩的对比以及6 187个斜长石双晶类型百分率的成因分析得出,房山花岗闪长岩体中的闪长质微粒包体尽管有多种成因,但有不少可能是捕虏岩包体变质改造的结果.     

华北克拉通岩石圈地幔的锂同位素特征与熔体改造作用

华北克拉通是显生宙以来全球古老克拉通破坏最为剧烈的地区。华北克拉通破坏及其相关的科学问题引起了国内外地质学家的广泛关注。有关华北克拉通破坏的研究已取得了许多重要进展,使我们认识到其破坏不仅表现为岩石圈厚度的剧烈减薄,更重要的是岩石圈地幔的物质组成与性质发生了巨大转变,即从古生代克拉通型转变为新生代大洋型。本文在综述华北地幔捕虏体锂同位素地球化学特征的基础上,进一步揭示了华北岩石圈地幔高度不均一的组成特征,以及不同来源的熔体对岩石圈地幔的改造作用,为深入认识华北岩石圈地幔的转变过程提供进一步的制约。     

地幔流体作用——地幔捕虏体中流体包裹体的研究

被碱性玄武岩和金伯利岩带到地表的地幔捕虏体是认识地球深部信息的窗口 ,是人们能够直接观察到的一种上地幔样品 ,其矿物中流体包裹体的存在提供了上地幔流体活动的直接证据。流体 /地幔矿物之间元素的分配对约束地幔交代过程中流体相的作用和上地幔流体的组成 ,揭示俯冲带壳幔物质的再循环过程 ,解释岛弧玄武岩高场强元素亏损的原因有重要意义。文章对近年来有关地幔捕虏体中流体包裹体的研究进行了评述 ,并结合近年来流体 /地幔矿物之间元素分配的高温高压实验研究讨论了流体在地幔中的重要作用。     

A Study of REE and Pb,Sr and Nd Isotopes in Garnet—Lherzolite Xenoliths from Mingxi,Fujian Province

The REE and Pb, Sr, Nd isotopes in three xenoliths from limburgite and scoria-breccias, including spinel-lherzolite, spinel-garnet-lherzolite and phlogopite-gamet-lherzolite, were analysed. The REE contents of the xenoliths are 1.3 to 3.3 times those of the chondrites with their REE patterns characterized by weak LREE depletion. The¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd values of whole rocks and minerals range from 0.51306 to 0.51345 with εNd=+ 8.2− +15.8,²⁰⁶Pb/²⁰⁴ Pb < 18.673, and²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb < 15.574. All this goes to show that the upper mantle in Mingxi at the depth of 67–82 km is a depleted mantle of MORB type, with⁸⁷Sr/⁸⁶ Sr ratios 0.70237–0.70390. In Nd-Sr diagram the data points of whole rocks are all out of the mantle array, implying that the xenoliths from Mingxi have more radiogenic Sr isotopes than those of the mantle array.     

超镁铁质捕虏体中共存矿物的Cr~#在岩石成因中的意义

中国东部新生代玄武质岩石中的超镁铁质捕虏体,主要包括五种类型:石榴石二辉橄榄岩(±少量尖晶石)、尖晶石二辉橄榄岩、尖晶石方辉橄榄岩、辉石岩和巨晶矿物。不同类型捕虏体间的共存矿物存在系统的化学成分变化。尤以Al_2O_3、Cr_2O_3变化明显。本文提出捕虏体中共存矿物的Cr~#[100Cr/(Al+Cr)]可作为分类和岩石成因的重要标志。并将五种捕虏体划分为三种地幔成因类型:饱满的或原始的地幔(石榴石二辉橄榄岩和尖晶石二辉橄榄岩),亏损的或残余的地幔(尖晶石方辉橄榄岩),地幔条件下熔浆分离的产物(辉石岩和巨晶矿物)。     

由深源捕虏体限定的华北克拉通下地壳特征

文中收集了新生代、中生代和古生代由喷出/浅成岩携带的下地壳麻粒岩捕虏体及其锆石年龄的资料。结果显示,它们代表了不同时代、不同地区下地壳最下部的组成及年龄。新生代汉诺坝、女山、莒南和青岛等地的玄武岩和其中捕虏体的资料,几乎可以涵盖华北相当一大部分下地壳底部的状态。金伯利岩虽然只能提供500Ma以前的信息,但它们能够检验并确认古老地质事件发生时间的准确性。内蒙古中生代闪长岩中出露的麻粒岩属于同源捕虏体,只能代表该岩浆活动波及地区下地壳的状态。华北克拉通发育了多次以地幔物质添加为主的地质事件(地壳增生),主要有:2.8～3.0Ga,2.5Ga,1.8Ga,140～90Ma及47～45Ma,其中以2.5Ga和140～90Ma最为重要。2.5Ga的地幔岩浆底侵事件在不少地区出现,推测与地幔柱活动有关。中生代(140～90Ma)的底侵作用在克拉通分布相当广泛,包括华北北部,华北东部及东南部都有明显的记录。女山和莒南地区出现了2.3Ga的年龄,是中生代的底侵岩浆与先存的古老基底发生混合与反应的产物。1.9～2.0Ga以及1.8Ga可能与地壳的造山运动和与其伴随的短暂的热扰动造成的锆石再结晶有关。在研究下地壳捕虏体时一个重要的问题是,要注意构造背景。在一级构造单元的交界处,由于该处块体之间的相互作用复杂,需要注意判别捕虏体的块体归属,以便对华北克拉通不同部位的复杂演化历史获得更全面的认识。     

大兴安岭中部第四纪火山岩中石榴石橄榄岩捕虏体的初步研究

大兴安岭中部的绰尔河-哈拉河地区分布有近30座第四纪火山,初步分为更新世火山和全新世火山两期。火山岩中含有丰富的尖晶石橄榄岩和石榴石橄榄岩捕虏体,石榴石橄榄岩的类型主要是石榴石二辉橄榄岩。根据绰尔河新鲜的石榴石二辉橄榄岩P-T平衡条件估计（1164℃,2．36GPa）,其形成深度约76km。这与中国东部其它地方四相共存的石榴石二辉橄榄岩类似,区别于五相共存的尖晶石／石榴石二辉橄榄岩形成条件（〈70km）,证实它们是来自尖晶石二辉橄榄岩与石榴石二辉橄榄岩相转变带之下深度超过70km的石榴石橄榄岩稳定区。     

地幔橄榄岩中橄榄石的指示意义

橄榄石是地幔橄榄岩和辉石岩的主要组成矿物,但也经常以斑晶和捕虏晶的形式出现在玄武质岩石中。结合近年来在地幔橄榄岩的主要元素（如Mg和Fe）组成特征以及Li、Mg和Fe稳定同位素地球化学方面的研究成果,重点对橄榄石的地球化学特征与华北克拉通岩石圈地幔演化过程之间的联系进行了讨论,旨在加深对华北克拉通岩石圈地幔演化过程的理解。现有研究表明：地幔橄榄岩中橄榄石的矿物学特征、元素和同位素地球化学组成能够很好地指示岩石圈地幔的特征及其演化过程,因而具有重要的意义。对于克拉通地区的地幔橄榄岩来说,橄榄石的Mg#通常可以指示岩石圈地幔的属性,古老、难熔的地幔橄榄岩中的橄榄石一般具有较高的Mg#（〉92）,而新生的岩石圈地幔橄榄岩中的橄榄石则具有较低的Mg#（〈91）。因此,地幔橄榄岩中橄榄石的Mg#在一定程度上具有年龄意义。橄榄岩中橄榄石的Li、Mg和Fe同位素组成也可以明确指示岩石圈地幔的属性及其所经历的演化过程,正常地幔的δ7Li、δ26Mg和δ57Fe组成相对均一,如果上述同位素组成偏离正常地幔值,则说明岩石圈地幔经历了熔体/流体的交代作用。华北克拉通地区地幔橄榄岩捕虏体中橄榄石的Li、Mg和Fe同位素组成研究表明：该区的岩石圈地幔经历了多个阶段、不同来源的熔体/流体的改造过程。     

黑龙江科洛富钾火山岩及其地幔包体中包裹体的初步研究

本文对富钾火山岩及其地幔包体和橄榄石捕虏晶中的包裹体进行了详细观察研究,并分别测量了熔融包裹体的均一温度(富钾火山岩1150—1200℃,地幔包体1200—1280℃,捕虏晶1200℃),在此基础上探讨了包裹体所反映的成因意义。通过包裹体的研究,进一步验证了如下结论:地幔包体与橄榄石捕虏晶有相同成因;地幔是含水的,地幔岩发生过部分熔融。