喜马拉雅造山带新生代花岗岩中两类石榴石的地球化学特征及其在地壳深熔作用中的意义

在喜马拉雅碰撞造山带中,石榴石是变泥质岩的主要造岩矿物,也是花岗岩或淡色体的重要副矿物,保存了有关地壳深熔作用的关键信息,是揭示大型碰撞造山带中-下地壳物质的物理和化学行为的重要载体。在喜马拉雅造山带内,新生代花岗质岩石(淡色花岗岩和混合岩中的淡色体)含两类石榴石,大多数为岩浆型石榴石,自形-半自形,不含包裹体,但淡色体中含有港湾状的混合型石榴石。岩浆型石榴石具有以下地球化学特征:(1)从核部到边部,显示了典型的"振荡型"生长环带;(2)富集HREE,亏损LREE,从核部到边部,Hf、Y和HREE含量降低;(3)显著的Eu负异常;(4)相对于源岩中变质石榴石,Mn和Zn的含量显著增高。岩相学和地球化学特征都表明:变泥质岩熔融形成的熔体(淡色体)捕获了源岩的变质石榴石,熔体与石榴石反应导致大部分元素的特征被改变,只在核部保留了源岩的部分信息。同时,在花岗质熔体结晶过程中,形成少量的岩浆型石榴石。这些石榴石摄取了熔体中大量的Zn,浓度显著升高,在斜长石和锆石同步分离结晶作用的共同影响下,石榴石中Eu为明显负异常,Hf、Y和HREE浓度从核部到边部逐渐降低。上述数据和结果表明,花岗岩中石榴石的矿物化学特征记录了精细的有关花岗岩岩浆演化的重要信息。     

石榴石微量元素地球化学及其在沉积物源分析中的应用

石榴石是沉积物中常见的重矿物,其可来源于多种岩石,而且不同类型母岩中石榴石具有多样的地球化学组成,因此碎屑石榴石的地球化学分析在沉积物源研究中应用广泛。通过电子探针分析可以容易地获得单颗粒碎屑石榴石的主量元素地球化学组成,可借此探讨其母岩类型,但也存在一定的局限性,比如中酸性火成岩和部分变沉积岩来源的石榴石通常都具有高Fe、Mn的特征,不易于区分。本文系统地收集了不同岩石类型的石榴石微量元素数据,尝试利用微量元素地球化学的差异性对碎屑石榴石物源分析进行补充。最终得出以下结论:(1)石榴石的稀土元素(REE)组成与钇(Y)元素指标可区分中酸性火成岩和变沉积岩来源的碎屑石榴石;(2)基性岩(橄榄岩、辉石岩)及所对应的变基性岩石(榴辉岩)中石榴石的微量元素地球化学组成相近,但部分橄榄岩来源的石榴石在镨/钬(Pr_N/Ho_N)值和重稀土总量(ΣHREE含量)上与辉石岩和榴辉岩的有显著差别,这一特点可运用于以基性岩母岩为主的碎屑沉积物源研究中;(3)夕卡岩中的石榴石在主量元素地球化学组成上表现为高度一致的高Ca特征,而稀土元素组成具有两种典型的分配模式,岩浆型(指示富铁、氧化环境)与热液型(指示富铝、还原环境)。综上所述,石榴石微量元素地球化学可以有效地运用于沉积物源分析研究中,是其主量元素物源分析方法的重要补充。     

大别造山带毛屋岩体的解体及古地幔性质的厘定

根据详细的地球化学 (特别是稀土元素地球化学 )的研究资料 ,提出大别造山带毛屋岩体应该解体。毛屋岩体不是由多幕式镁铁 超镁铁质层状堆晶作用形成的一套岩石系列 ,而是由橄榄岩类、含石榴石方辉岩类、榴辉岩类和绿辉石岩类组成的一个混杂岩体。其中含石榴石方辉岩类与绿辉石岩类之间存在成因上的联系 ,含石榴石方辉岩类的原岩是本区原始地幔经约36 %的部分熔融后剩下的残余 ,而绿辉石岩的原岩是由该熔融体结晶的产物。根据含石榴石方辉岩与绿辉石岩之间的成分制约关系 ,对该区古地幔的稀土元素组成和地幔性质进行了反演 ,结果表明 ,该区原始地幔稀土元素成分与球粒陨石中的相似 ,为轻稀土略亏损的平坦型组成模式 ;该区原始地幔矿物成分为橄榄石 (72 8% )、单斜辉石 (12 4% )和石榴石 (14 8% ) ,属含单辉石榴橄榄岩的地幔。     

恒山雁门关巨晶石榴子石直闪石岩的初步研究

山西恒山雁门关一带出露一套巨晶状石榴子石铝直闪石岩,呈NEE-SWW向展布,宽度从几米到数十米,延伸超过10 km.巨晶状石榴子石铝直闪石岩主要由石榴子石巨晶和放射状铝直闪石巨晶组成,二者比例呈互相消长关系.除石榴子石和铝直闪石外,较常见的矿物还有蓝晶石、堇青石、十字石和金红石等.岩石中主元素以KO(0.001%)特低为标志,而镁、铁氧化物含量则较高(MgO=10.43%、FeO=16.43%),主元素含量具有近似铁镁质火成岩的特征.蓝晶石+铝直闪石组合对应的压力约1.0 GPa,温度估计在600℃~700℃之间,而由堇青石等矿物组成的冠状体则是减压过程中的产物,说明该类岩石与围岩五台群下亚群共同经历过从高压中温到中压中温的近于等温的降压过程.巨晶状石榴子石铝直闪石岩的原岩可能为与超铁镁岩共生的铁镁质岩石,其变巨晶结构与原岩结构存在成因联系.     

辽宁瓦房店金伯利岩中石榴石特征及种类鉴定

辽宁瓦房店金刚石矿区金伯利岩中的石榴石一直被当作镁铝榴石。为了确定矿区颜色复杂的石榴石种类,本文对矿区的石榴石进行了系统的采样分析,测定了112件石榴石样品的晶胞参数、50件样品的微区化学成分和40件样品的红外光谱。利用石榴石晶胞参数、红外光谱、化学成分和化学分子式方法对矿区石榴石进行分类,结果显示:晶胞参数分类法误差大,容易得出错误结论;红外图谱分类法准确度不高,只能作为参考方法;化学成分分类法太过笼统,达不到详细划分石榴石种类的目的;化学分子式分类法可把矿区的石榴石详细划分6个矿种:镁钙铁-铝铬铁榴石、镁铁钙-铝铬铁榴石、镁钙铁-铝铬榴石、镁钙-铝铬铁镁榴石、镁铁钙-铝铬榴石、镁铁钙-铝铁铬榴石,每种石榴石都充分反映了A、B离子的种类及占位特征,是4种分类方法中最为科学的方法。研究认为瓦房店金刚石矿区金伯利岩中石榴石A端元成分以Mg²⁺离子占位为主;B端元成分以Al³⁺离子占位为主。由于阳离子替代普遍,A、B端元成分复杂,瓦房店金伯利岩中不存在单纯意义上的镁铝榴石。     

有关埃达克岩实验应用中几个问题的探讨

实验研究非常重要,是花岗岩(和埃达克岩)理论创新的源泉之一。近年来,国内在埃达克岩实验研究方面取得了很大的成绩。在这个领域,中国在国际上是处于领先水平的,虽然得到的认识并不相同,这是很正常的。本文讨论了与埃达克岩有关的一些实验研究问题,认为:1下地壳底部是缺水的,花岗岩是在缺水条件下部分熔融的,应当慎重对待在饱和水和有水加入情况下的实验结果。2要注意残留相组分中是否有斜长石出现,不能只关注石榴石,石榴石与斜长石配合起来才能得出正确的认识。3 1.0 GPa压力下石榴石出现线的真实含义是什么?它只表明与之平衡的熔体是贫Yb的。但是,贫Yb的花岗岩不只是埃达克岩,喜马拉雅型花岗岩也贫Yb,因此,还需要考虑斜长石消失的情况,如果石榴石出现而斜长石消失了,熔体是埃达克岩;如果石榴石出现而斜长石没有消失,则熔体为喜马拉雅型花岗岩。由于国外没有喜马拉雅型花岗岩的概念,因此,对国外某些在1 GPa条件下得到的实验资料应当仔细鉴别,也许其中有一些熔体并非埃达克岩,而是喜马拉雅型花岗岩。4相变反应不同于部分熔融反应,不能把相变反应的结果解释为部分熔融的结果。相变反应是在温度压力增加的情况下发生的,不是产生花岗岩的主要方式;部分熔融反应主要是在温度增加压力不变的条件下发生的,是产生花岗岩的主要方式。5实验研究得出的一个重要的结论是:与榴辉岩平衡的熔体是埃达克岩,因此,埃达克岩的真谛可能就是非常简单的一句话:源区有石榴石无斜长石。只要符合这个标志,与其平衡的熔体必然是高Sr低Yb的;只要符合这个标志,与其平衡的熔体必然是在较高的压力下形成的。高压可能就是埃达克岩最重要的构造意义。     

鄂东南地区鸡笼山矽卡岩金矿床的矽卡岩矿物学特征及其意义

鸡笼山金矿是长江中下游鄂东南地区典型的矽卡岩金矿床,其矽卡岩矿物学特征研究较少。围岩为三叠纪大冶组灰岩和白云质灰岩,决定了该矿床发育丰富的矽卡岩矿物组合,主要包括石榴石、透辉石、硅灰石、绿帘石、金云母等。本文详细研究了不同阶段矽卡岩的矿物学特征,并对其进行了电子探针分析（EMPA）。结果表明石榴石属于钙铝-钙铁系列,辉石为透辉石,以钙铁榴石-透辉石共生的富金矽卡岩组合是在较高氧逸度和较低酸度条件下形成的,具有铜金矿的成矿专属性。伴随着流体的演化,矽卡岩与矿体在时空和成因上都具有密切的联系。结合矿区内发育有斑岩型矿体,暗示鸡笼山金矿床可能具有统一的斑岩-矽卡岩型成矿系统,深部具有很大的找矿潜力。     

矿物微区Lu-Hf同位素分析技术研究进展

矿物微区Lu-Hf同位素分析技术为了解岩浆活动和变质反应的微观过程以及示踪沉积物源信息提供了重要手段,极大地促进了岩石地球化学等领域学科发展。本文评价了176Yb和176Lu同质异位素、稀土元素氧化物以及富Ta基体等对微区Hf同位素测量精度和准确度的影响方式、校正策略和应对方案,总结了针对锆石、斜锆石、钙钛锆石、钛锆钍矿、异性石、金红石、锡石和铌铁矿等富铪矿物的微区Lu-Hf同位素分析方法、适用对象以及相关标样特征。富镥矿物的微钻/微锯Lu-Hf同位素等时线定年具有高精度的特点,可精确限定多期造山作用和矿物生长持续时间等。利用激光剥蚀电感耦合等离子体三重四极杆串级质谱(LA-ICP-Q-MS/MS)可以实现对石榴石等富镥矿物微米尺度高空间分辨率的微区Lu-Hf单点/等时线定年。该方法依赖Hf与NH3的碰撞反应实现Lu和Hf的在线分离,达到同步测量176Lu/177Hf和176Hf/177Hf比值的目的。新一代带碰撞/反应池的多接收串级磁式质谱具有高稳定性和高灵敏度特性,可在消除多离子(团)干扰的同时实现高精度Hf同位素分析,是未来微区Lu-Hf同位素分析发展的重要方向。     

信阳火山角砾岩中含石榴石麻粒岩相岩石捕虏体

报道了河南信阳晚中生代火山角砾岩中的下地壳石榴麻粒岩捕虏体岩相学、矿物成分和岩石化学的初步研究成果。这些麻粒岩相岩石具较大的岩石密度（3．13－3．30g/cm^3)和较高的地震波速（7．04－7．31km/s)，是寄主岩侵位之前的一次基性岩浆底侵并经历麻粒岩相变质的产物。岩相学和温压计算表明它们在被捕虏前曾在49km深处作过停留以后经历了至少16km的抬升历史，该抬升作用的动力学背景可能与发生于三叠纪时华北与扬子的陆－陆碰撞作用有关。