江西永平铜矿矽卡岩矿物特征及其地质意义

永平铜矿含矿岩石主要为绿帘石透辉石石榴石矽卡岩,这种岩石类型是与斑岩体有关的矽卡岩铜矿的典型赋矿岩石。通过对这一主要赋矿矽卡岩的研究,我们发现石榴石生长分为两个阶段:(1)早期石榴石:主要分布在石榴石颗粒核部,XAdr=1.0,主要以钙铁榴石为主,说明早期流体中可能含有较多的铁,是在较氧化条件下形成的;(2)晚期石榴石,沿石榴石裂隙重新成核或者在靠近流体通道的早期石榴石表面生长,出现震荡环带,XAdr=0.46~0.99,为钙铁-钙铝石榴石系列。石榴石发生变化的期间也形成新的矿物,如绿帘石、萤石、方解石和石英等。共存石榴石和绿帘石矿物中存在Fe3+-Al3+之间的替代,说明流体的氧逸度、组分浓度或aFe3+/aAl3+可能发生了变化。金属矿物也可能是在这一阶段形成的。永平铜矿矽卡岩从接触带到大理岩空间上有分带现象。从岩体到围岩的变化趋势为:石榴石含量减少,颜色存在红棕色-棕色-棕绿色-黄绿色-浅黄色的变化趋势;矿石品位降低,这与石榴石中Al2O3含量的变化较一致。我们认为这种变化是含矿热液对早期矽卡岩进行再交代改造的结果,表现为石榴石和绿帘石中Fe3+-Al3+含量的变化,并将Cu等金属沉淀下来。根据矽卡岩矿物的这些特征,在矿床勘探时,可依据棕色石榴石来追踪主矿体的位置。     

弓长岭铁矿二矿区蚀变岩中锆石SHRIMP U-Pb年龄及地质意义

国外的富铁矿(TFe含量超过50%)主要来自长期稳定的古老克拉通上早前寒武纪铁建造(BIF)经过后期风化淋滤作用形成的赤铁矿石。虽然我国的华北克拉通等古老地块也发育早前寒武纪BIF,并经历了强烈的变质变形改造,但是由于地块活动性强导致缺乏充分风化淋滤作用的条件,因而赤铁富矿很少,铁矿石以TFe含量30%左右的沉积变质型磁铁贫矿为主。辽宁弓长岭铁矿床位于华北克拉通东北部,是一个大型沉积变质型铁矿床,总体以磁铁矿贫矿石为主,但其二矿区的磁铁富矿(TFe含量大于50%)达大型规模,是我国唯一的大型沉积变质型磁铁富矿。弓长岭二矿区富铁矿是条带状铁建造沉积后受后期叠加改造作用形成的,富矿体成矿时发生了强烈的围岩蚀变,形成以石榴石和镁铁闪石为特征矿物的蚀变岩,这种富含石榴石的蚀变岩在区域上乃至全国的沉积变质型磁铁矿矿床中都是独一无二的,表明其与磁铁矿富矿有密切的成因联系。该蚀变岩中与镁铁闪石、绿泥石、石英、钛铁矿共生有热液锆石。本文从该蚀变岩中分选出了锆石,锆石呈他形至半自形粒状,在阴极发光(CL)图像上呈多孔状、斑块状、补丁状,明暗极不均匀,可见不明显的环带;锆石内包体在背散射图像上呈暗色,长条状或片状自形晶,主要由MgO、FeO、SiO2、Al2O3组成,为绿泥石、铝直闪石和镁铁闪石;锆石LA-ICP-MS原位微量元素分析表明,Hf含量为10672×10-6~11822×10-6,Y为12.58×10-6~19.41×10-6,Th为0.32×10-6~1.48×10-6,U为425×10-6~663×10-6,Th/U为0.001~0.003,Ti为1.63×10-6~3.7×10-6,∑REE为10.37×10-6~20.15×10-6,球粒陨石标准化的稀土配分曲线上轻稀土强烈亏损,中、重稀土富集,重稀土较平坦,有弱的铕正异常,这些特点表明该锆石为与蚀变岩和富铁矿同时形成的热液成因锆石。利用SHRIMP U-Pb定年方法对该热液锆石进行了年龄测定,获得的上交点年龄为1850±16Ma,MSWD=2.1;10个测点加权平均年龄为1840±7Ma,MSWD=1.6。该年龄代表了富含石榴石的蚀变岩的成岩年龄,因而也可能代表了富铁矿石的形成年龄,因此推测磁铁富铁矿的形成是条带状磁铁石英岩在1.9~1.8Ga时华北克拉通基底隆升与裂谷-非造山岩浆事件所产生的热液交代作用的结果。     

山东蒙阴金伯利岩中石榴石特征及种类划分

石榴石是山东蒙阴金伯利岩型金刚石矿区的重要指示矿物之一,为了确定山东蒙阴金刚石矿区颜色复杂的石榴石种类,判断矿区石榴石特征与含矿性关系。项目组对矿区不同含矿程度金伯利岩中的石榴石进行了系统采样,测定了50件单晶石榴石微区化学成分和128个石榴石单晶的晶胞参数,测试结果显示：山东蒙阴金伯利岩中石榴石族矿物化学式A₃B₂[SiO₄]₃中的A组阳离子由Mg²⁺、Ca²⁺和Fe²⁺组成,二价阳离子主要为Mg²⁺,Mg²⁺占据十二面体空腔中心位置达53%～82%左右,Ca²⁺占据十二面体空腔中心位置小于7%～17%、Fe²⁺占据十二面体空腔中心位置5%～31%左右。B组阳离子主要由Al³⁺、Cr³⁺和Fe³⁺组成,三价阳离子主要为Al³⁺,[AlO₆]八面体占位达62%～92%左右,[FeO₆]和[CrO₆]八面体占位小于38%;按50个石榴石不同阳离子占据十二面体空腔和八面体空腔的位置多少,山东蒙阴石榴石可划分为10个亚种。根据山东蒙阴金伯利岩中石榴石成分,计算出石榴石形成压力为6.0～9.0 GPa,推测山东蒙阴矿区金伯利岩中有来自深源的石榴石。128件石榴石晶胞参数统计结果显示：山东蒙阴无矿、贫矿、中等含矿、富矿金伯利岩岩体中紫色石榴石晶胞参数分别为大于1.162 nm、1.159～1.160 nm、1.156～1.160 nm和1.155～1.157 nm之间,从无矿岩体→贫矿岩体→中等含矿岩体→富矿岩体,紫色石榴石晶胞参数值有明显变小的趋势。     

秦岭造山带武关杂岩石榴黑云片岩的变质作用P-T轨迹与构造意义

秦岭造山带是华北板块与华南板块长期汇聚的产物。该造山带以商南-丹凤缝合带为界分为早古生代的北秦岭造山带和晚古生代-中生代的南秦岭造山带。武关杂岩位于南秦岭造山带的北缘,被认为是一套形成于弧前盆地的杂岩,原岩沉积时代为泥盆纪-早石炭纪,经历了晚石炭纪变质作用。本文对武关杂岩的石榴黑云片岩进行了岩石学研究。该岩石主要由斜长石、石榴石、黑云母和石英组成,含少量白云母、金红石和钛铁矿。变斑晶石榴石具有明显的生长成分环带,其核部以MgO含量增加和MnO降低为特征,幔部FeO含量逐渐增加,MgO、CaO和MnO逐渐减少,而在边部CaO明显升高,MgO、FeO和MnO含量不同程度降低。相平衡模拟和温压计计算结果表明,石榴黑云片岩具有复杂的顺时针P-T轨迹,早期进变质阶段(M1)为升温升压过程,峰期条件为~695℃和~8.3kbar,变质矿物组合为石榴石(核)和所含的黑云母、斜长石、石英及钛铁矿包裹体;中期退变质阶段(M2)是降温降压过程,达到~615℃和~6.2kbar变质条件,变质矿物组合是石榴石(幔)和包含的黑云母、斜长石、石英、白云母和钛铁矿包裹体;晚期是以近等温升压为特征的进变质过程(M3),达到~620℃和~9.1kbar条件,变质矿物组合为石榴石(边)和基质矿物黑云母、斜长石、石英、白云母和金红石。M1和M2阶段的构造了一个"发夹状"的顺时针P-T轨迹,为俯冲带变质作用典型特征,表明岩石经历了早期俯冲和后来的折返过程。而以显著增压为特征的晚期进变质作用(M3)很可能表明岩石经历了又一期俯冲作用。因此,本研究表明武关杂岩中的石榴黑云片岩很可能处于俯冲通道之中,经历了多旋回俯冲与折返过程。     

福建平潭-东山变质带夕线石榴云母片岩中两期变质作用的岩相学证据及其构造意义

通过对福建沿海平潭－东山变质带中夕线石榴云母片岩的岩相学和变质作用特征的研究，讨论了该区变质作用的演化历史，为地质学家建立该区乃至整个东南部的构造演化模式提供科学的依据。研究表明，石榴夕线云母片岩实际上是两期变质作用叠加的产物，其中的石榴石、夕线石和黑云母等是第一期变质作用的产物，代表古老变质基底（泥质）的残余，而白云母和大部分石英（白云母石英片岩）则是在第二期变质作用（中生代区域变质）期间由前述变质基底改造而成。也就是说，在人们熟知的绿片岩相－低角闪岩相区域变质作用之前，还曾发生一期更高级的变质作用。第一期变质作用的条件为Ｐ＝０．５５～０．６２ＧＰａ，Ｔ＝６９２℃～７１７℃，达高角闪岩相；第二期变质作用在本区影响最大，并形成递增变质带，变质作用的温度和压力范围分别是Ｐ＝０．２～０．５ＧＰａ，Ｔ＝４００℃～５６０℃，属中低级变质。早期高级变质残余的发现使我们不得不重新考虑福建沿海变质带的变质演化与构造演化的过程。     

CCSD超高压榴辉岩中的水:红外光谱分析

超高压变质岩中名义上无水矿物(NAMs) 在板块俯冲过程中可以携带一部分地表水进入上地幔, 这些水储存于地球深部并对地幔动力学有着重要的影响.对中国大陆科学钻探主孔榴辉岩中的绿辉石和石榴石进行了详细的显微傅立叶变换红外光谱(Micro-FTIR) 分析, 结果显示所有绿辉石和石榴石颗粒都含有结构水, 其水含量范围分别在68~29μg/g和20~75μg/g.榴辉岩全岩的水含量为150~300μg/g.绿辉石和石榴石结构水含量的分布出现2种情况: (1) 颗粒内部的均一分布; (2) 不均匀分布, 表现为水含量从核部到幔部到边部随之增加或水含量核部、边部低而幔部高.电子探针结果表明水含量分布不均与矿物化学成分无直接关系.位错分布不均匀可能导致了颗粒内部结构水分布的不均匀.      

汉诺坝地区上地幔尖晶石—石榴石相转变带温压条件

根据汉诺坝尖晶石石榴石二辉辉石岩包体矿物成分新资料和前人的尖晶石石榴石二辉橄榄岩包体矿物成分资料,运用斜方辉石Ｃａ溶解度温度计和斜方辉石－石榴石Ａｌ分配压力计,计算了尖晶石—石榴石相转变带的温度和压力条件,首次获得了汉诺坝地区的新生代古地温曲线。尖晶石石榴石二辉辉石岩包体代表的温度范围为９３０～９７８℃,压力范围为１４２～１６５ＧＰａ：尖晶石石榴石二辉橄榄岩包体代表的温度范围为９９１～１１１０℃,压力范围为１５８～２１６ＧＰａ,与最新的实验结果基本吻合。地温曲线沿大洋地温曲线（曲线方程为ｔ＝２５２４＋８９７４７８ｐ－１８３０８ｐ２）上方近平行延伸。推测汉诺坝玄武岩的起源深度至少为７０ｋｍ。二辉辉石岩包体来自较冷的岩石圈,而二辉橄榄岩来自岩石圈与软流圈的过渡带,并且表明后者的地温梯度以对流热地温梯度为主。     

豫西蛇尾秦岭群P-T轨迹定量计算及其地质意义

河南省西峡县北部蛇尾地区秦岭群变质泥质岩系的黑云二长榴线岩中的石榴石成分环带是连续变质反应的结果。本文根据该岩石的石榴石环带成分定量计算了变质作用P-T轨迹。P-T轨迹样式表明,本区秦岭群的变质作用可以分为两大期:第一期发生在大陆碰撞带环境中,变质的温度压力演化受均匀地壳增厚及隆起侵蚀过程控制;第二期发生在岛弧环境或活动大陆边缘环境,变质温压条件早阶段与深部上升的热流有关,中阶段受侵位的炽热花岗岩体控制,晚阶段受地体背冲推覆的构造过程制约。     

江苏东海红土山、青龙山榴辉岩的变质作用和成因问题

本文就红土山和青龙山榴辉岩的矿物、岩石组分和矿物共生组合特征,参照矿物、岩石实验数据和实验曲线,计算出该榴辉岩是在T=890°-1270℃,P=17.25-24.75Kb,相当于52—74公里深度的区域变质作用条件下形成。其原岩可能来源于拉斑玄武岩。榴辉岩在成岩后又遭受了剪切挤压的动力变质作用,使其经历了进变质和退变质作用。推测榴辉岩的成岩和迁移,所经历的条件是温度由1080℃±190℃降到750℃±80℃,压力由21.0Kb±3.75Kb 降到4.3Kb±2.5Kb,并被挤压到壳内混合岩化片麻岩系中,以大小不等的透镜体产出。动力变质的退变质作用,其温度、压力条件,本文计算的方程式为P(Kb)=0.0506T(℃)-33.65,为地震地质提供构造演变的条件和有关能量计算问题     

大别山榴辉岩中石榴石的结构水:红外光谱分析

对大别山(包括南大别和北大别)几个典型产地榴辉岩中的石榴石进行了傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析,结果显示所有石榴石颗粒都含有一定量的结构水,以OH-的形式存在,结构水含量w(H2O)最高可达1859×10-6。水含量在同一榴辉岩样品不同石榴石颗粒间表现出较大的差异,反映了原岩中水含量的不均一分布。与以前报道的南大别碧溪岭榴辉岩中石榴石情况相似,水含量的不均一性表明:①榴辉岩原岩经历的水-岩交换作用的方式是“隧道式”而非“弥散式”;②超高压变质过程中流体的活动性十分有限;③整个超高压板块俯冲-折返的过程十分快速。南大别石榴石水含量总体上高于北大别,这种差异可能与北大别所经历的高温麻粒岩相变质作用有关。