兴蒙造山带橄榄岩捕掳体中石榴石次变边对地幔组成转变的启示

地幔橄榄岩捕虏体中石榴石次变边的形成过程对理解地幔的构造演化和转变具有非常重要的意义。兴蒙造山带锡林浩特地区新生代玄武岩携带的石榴石橄榄岩捕虏体中的石榴石普遍发育冠冕状次变边结构。本文通过对石榴石及其次变边进行详细的岩相学和电子探针分析,探讨石榴石次变边的成因及其揭示的岩石圈地幔经历的深部过程。根据次变边矿物组成的不同,将其分为原始的次变边（R1和R2）和交代的次变边（MR1和MR2）。原始的次变边中,新鲜的石榴石由内向外依次被放射状且矿物颗粒较细的R1和粒状且矿物颗粒较粗的R2包围,且R1通常比R2宽。R1主要组成矿物为Opx+Sp+Melt1/Pl±Cpx,R2主要组成矿物为Opx+Sp+Cpx。与R2及橄榄岩捕虏体相比,R1的斜方辉石和单斜辉石具有较高的Al₂O₃含量和较低Mg^#值及SiO₂含量。与橄榄岩捕虏体相比,R1和R2中的尖晶石均具有较低的Cr^#值和较高的Mg^#值。R1的斜长石为钙长石,熔体成分与斜长石相比具有偏高的MgO和FeO含量。计算的R1的全岩成分与新鲜的石榴石一致,是石榴石等化学分解的产物。R2的全岩成分比新鲜的石榴石具有偏高的MgO和偏低的SiO₂及Al₂O₃含量,是石榴石和橄榄石反应的产物。交代的次变边是由原始的次变边受到部分或完全的交代作用形成的。完全交代的次变边仍然保留原始次变边的双圈层结构,而未完全交代的次变边则仅在原始次变边的局部出现。交代的次变边中,矿物颗粒较细的核部（MR1）和矿物颗粒较粗的边部（MR2）主要矿物组成一致,皆为Ol+Cpx+Sp+Melt2。与原始的次变边相比,MR1和MR2中的橄榄石和单斜辉石均具有较高的Mg^#值,单斜辉石同时具有较高Ca/Al比值（>8）,尖晶石具有较高的Cr^#值和较低的Mg^#值,熔体较富SiO₂、Na₂O和K₂O含量。这些现象说明交代的次变边可能是碳酸盐熔/流体交代原始的次变边消耗斜方辉石生成橄榄石和单斜辉石形成的,这与岩相学观察到的单斜辉石中包裹斜方辉石残余体一致。此外,同一样品中R1的平衡温度略高于R2的平衡温度,且二者均高于橄榄岩的平衡温度。因此,锡林浩特地区石榴石橄榄岩至少经历了两阶段的退变质作用：第一阶段为橄榄岩自石榴石相抬升至尖晶石相,且受到地幔上涌的加热作用,导致石榴石和橄榄石进行缓慢的反应形成R2;第二阶段是在连续减压且加热的背景下,第一阶段残余的石榴石发生快速等化学分解反应,形成R1。退变质作用之后,石榴石原始的次变边又经历了碳酸盐熔/流体的交代作用形成MR1和MR2,最终被寄主玄武岩携带至地表。所以,石榴石次变边的形成记录了新生代时期兴蒙造山带经历的广泛的地幔上涌和多次的地幔隆升,以及地幔交代作用,为研究深部地幔过程提供了重要证据。华北克拉通晚中生代时期经历了强烈的岩石圈伸展运动并伴随着软流圈的上涌,这些过程同样会造成岩石圈地幔的减压和加热,从而导致石榴石相橄榄岩向尖晶石相转变,这可能也是华北克拉通岩石圈地幔转变的机制之一。

     

黄镇低温榴辉岩中石榴石成分分带的扩散动力学研究

对南大别黄镇低温榴辉岩中不同粒径的石榴石颗粒所具有的不同化学成分分带进行研究，通过建立相应的扩散调整模型，运用扩散动力学的方法进行了模拟计算。结果表明该榴辉岩中石榴石经过峰期榴辉岩相变质之后，其成分环带经约23 Ma的扩散调整形成现在的组分特征。黄镇榴辉岩在峰期变质之后曾经历的是一个约6℃/Ma冷却过程，该过程持续了约23 Ma。黄镇榴辉岩不大可能与南大别超高压榴辉岩一样受到过超高压变质作用。     

内蒙古卓资孔兹岩系中石榴石成分环带及其在温压估算中的应用

内蒙卓资出一了大面积太古宙矽线石榴黑云二长片麻岩，其中石榴石的Ｍｇ、〈Ｆｅ〉、Ｍｇ／（Ｍｇ＋Ｆｅ）等呈明显的环带特点。研究表明，石榴石既存在生长环带，也具有扩散环带。其成分环带与石榴石生长过程和变质条件有关。不同成分环带的热力学计算，可以确定变质作用过程中不同阶段的温压条件。     

滇东南南温河地区猛硐岩群变质作用特征

滇东南南温地区猛硐岩群经历了两期区域变质作用，加里档期质矿物有十字石，铁铝榴石，黑云母等，最高变质温度约690℃，压力0．5GPa,是一期中压区域动力热流变质，印支期变质矿物主要为绢（白）云母，绿泥石等，为区域低温动力变质。     

Raman Spectroscopy of Garnet—group Minerals

The Raman spectra of the natural end members of the garnet-group minerals,which include pyrope, almandine and spessarite of Fe-Al garnet series and grossularite ,andradite and uvarovite of Ca-Fe garnet series, have been strdied.Measured Raman spectra of these minerals are reasonably and qualitatively assigned to the internal modes, translational and rotatory modes of SiO4 tetrahedra, as well as the translational motion of bivalent cations in the X site.The stretch and rotatory A1g modes for the Fe-Al garnet series show obvious Raman shifts as compared with those for the Ca-Fe garnet series ,owing to the cations residing in the Xsite connected with SiO4 tetrahedra by sharing the two edges.The Raman shifts of all members within either of the series are attributed mainly to the properties of cations in the X site for the Fe-Al garnet series andin the Y site for the Ca-Fe garnet series.     

钙钒榴石的新变种—铬钙钒榴石的研究

铬钙钒榴石发现于江苏省句容县铜山铜钼矿外接触带的大理岩中。该矿物属等轴晶系,空间群为O_h~(10)-Ia3d。晶胞参数a_0=11.9470,Z=8;化学成分中SiO_2=34.99％,Al_2O_3=7.61％,CaO=32.95％,V_2O_5=13.41％,Cr_2O_3=10.13％,其化学式为:(Ca_(2.938)Na_(0.003)_(2.941)(V_(0.737)Cr_(0.666)Fe_(0.006)Al_(0.531)_(2.00)(Si_(2.938)Al_(0.156)_(3.094)O_(12)。折光率n=1.799(±0.0015)。计算比重为3.72。VHN_(100)=1168.7kg/mm~2,摩氏硬度7.1。它是一种既有钒,又有铬的同生沉积和岩浆侵入接触交代变质矿物。它的发现为石榴石族增添了新成员,并为铬钙钒榴石成因提供了新的产状资料,同时对铬钒元素的地球化学研究也具有重要意义。     

辽河群变质相带特征及石榴石的研究

辽河群变质带以博洛铺—红石砬子为基轴,显示南北对称呈EW向展布,变质带中没有发现矽线石、红柱石、堇青石等矿物,表明变质温度未达到高温等变质反应度,而属中压相带,且可划分出中压型巴罗式变质带,即黑云母带、铁铝榴石带、十字石带和兰晶石带。变质矿物石榴石均属铁铝石榴石,随着变质度的增高,石榴石成分Al_2O_3、MgO、FeO+Fe_2O_3的含量增加,而CaO、MnO的含量减少,石榴石晶胞参数也随着变质度增高而有规律的减小。     

内蒙古太古宙变质岩系中石榴石的矿物学特征及其地质意义

本文对内蒙古南部太古宙集宁群变质岩系中6个石榴石样品进行了研究,讨论了晶体形态、物理性质、化学成分与岩石成分和波谱学之间的关系。研究表明,本区(含石墨)富铝片麻岩类岩石中,石榴石以富镁的铁铝榴石组份为主,而二辉石岩中的石榴石则以富钙的铁铝榴石组份为主。石榴石钙的含量受岩石成分所控制。从测得的晶胞参数来看,除个别者外,a_0值均随着Ca~(2 )的含量增加而增大。据穆斯堡尔谱分析,本区集宁群变质岩系中除个别样品受到了氧化或蚀变而有Fe~(3 )成分混入外,大部分石榴石可能都是在变质程度比较高的还原环境下形成的。     

亏损上地幔中的富钾熔体和碳酸盐交代作用:来自CCSD预先导孔橄榄岩的地球化学证据

中国大陆科学钻探工程预先导孔(CCSD-PP1) 打在苏鲁超高压变质带芝麻坊超镁铁岩体上,钻孔穿透超镁铁岩体115m.超镁铁岩体由二辉橄榄岩、方辉橄榄岩和少量单辉橄榄岩和纯橄岩组成,与上下围岩接触的橄榄岩被强烈蛇纹石化.多数橄榄岩含有石榴石或其假象,普遍含有金云母和菱镁矿,少量样品中有钛斜硅镁石.在化学成分上,橄榄岩的Mg#指数变化于90.392.6之间,MgO含量(36.61%49.15%,平均45.17%) 与Na2O (0.01%0.25%)、Al2O3 (0.07%3.71%,多数 < 2.0%,平均1.46%)和CaO (0.12%2.53%,一个高达3.30%,平均1.00%) 呈负相关关系.与主量易熔元素相对亏损的特点相反,橄榄岩中显示了稀土元素富集、分馏和配分曲线显示近于平行和相似的特点,(La/Lu) N比值为3.1833.05;此外,多数样品具有高Ba (最高比原始地幔高100多倍) 含量,在蛛网图上显示Rb、Nb、Ta、Zr、Hf和Sr的负异常,Ti/Eu比值均低于1300.岩相学特征和难熔主量元素与不相容元素之间的无相关性表明橄榄岩至少受到了形成金云母和菱镁矿的2次交代作用.富含金云母的橄榄岩(例如C25-143-61,C32-149-71) 具有富钾趋势,并且显示K2O与Rb、Ba和Th等大离子亲石元素的正相关关系,未见K2O和稀土元素、Sr和Ca之间的相关关系.这些特征表明橄榄岩被含水、硅铝质碱性熔体交代,之后又被高Ba低Rb和高场强元素的镁质(菱镁矿) 碳酸岩熔体交代,并且强烈地改变了Ba的丰度和显示了特定地幔碳酸盐的稀土元素配分型式.全岩具有不均一的高放射性Sr (87Sr/86Sr=0.70840.7201)和低放射性Nd (εNd (t) =-1.14-8.55) 组成,结合已有的氧同位素研究资料,表明预先导孔PP1中的橄榄岩所代表的地幔可能在早期就遭受了来自深部的介质的交代作用.