2014年《岩石矿物学杂志》优秀论文奖获得者简介——王永峰

获奖论文:《斜方辉石筛状反应边的成因机制及其对岩石圈地幔性质转变的意义》(2013年第5期)王永锋,男,1978年6月出生。2000年获中国地质大学(武汉)地质学学士学位;2006年获中国地质大学(武汉)构造地质学专业博士学位;2006~2009年任中国地质大学(武汉)地球科学学院讲师,2009年至今任中国地质大学(武汉)地球科学学院副教授。2007~2008年于美国加州大学(Riverside分校)地质系Harry Green教授构造物理实验室作访问学者。目前主要研究方向为上地幔和     

大陆玄武岩原始水含量的测定及其对源区组分的制约

理解大陆板内玄武岩的源区组成和成因是认识地幔动力学过程和化学不均一性的重要途径。由于不同地幔端员具有不同的水含量及水与其它不相容元素的比值(如H2O/Ce),原始水含量的测定对于认识玄武岩的源区组成将会提供新的信息。玄武岩玻璃和斑晶中的熔体包裹体是获得海洋玄武岩原始水含量的主要样品,但是不适合于大陆玄武岩,因为大陆玄武岩玻璃由于强烈的去气作用不能反映真实水含量,而大陆玄武岩斑晶中的熔体包裹体少而小,不易获得足量、准确的数据。本文介绍一种最近发展起来的推断大陆玄武岩原始水含量的方法,即利用红外光谱测定玄武岩中单斜辉石斑晶的水含量,然后结合水在单斜辉石与玄武质熔体中的分配系数来反演与斑晶平衡的熔体水含量,进而估计原始玄武质岩浆的水含量。文中详细叙述了方法的适用性、误差的估计以及具体的操作流程,并通过东北双辽和华北太行山新生代玄武岩的研究实例,展示了玄武岩水含量对于源区组成的有力制约。     

青藏米巴勒地区中新世钠质方沸石(霞石)响岩中单斜辉石环带研究:对岩浆-构造演化的启示

在拉萨地块中部米巴勒地区产出的中新世钠质方沸石(霞石)响岩中的单斜辉石发育大量环带结构,环带结构包括正环带、反环带和韵律环带。其中正环带结构从核部到边部Mg^#、MgO、Cr₂O₃呈逐渐降低趋势,而FeO、Na₂O、Al₂O₃、TiO₂呈逐渐升高的趋势,它反映了岩浆正常结晶的历史。反环带结构中Mg^#、MgO、Cr₂O₃从核部到边部呈升高的趋势,FeO、Na₂O、Al₂O₃的含量总体上呈降低趋势,本文认为响岩中单斜辉石的这种环带结构是受到了和它共存的钾质-超钾质火山岩岩浆混合或混染所致,两种岩石应是各自独立的母岩浆的结晶产物。具韵律环带结构的单斜辉石从核部到边部出现成分规律性波动,Na₂O、Al₂O₃、TiO₂、Cr₂O₃含量的变化在正反环带的范围内,Mg^#值的变化范围较小,在正环带斑晶和基质的范围内,它是岩浆多次混合作用的结果。该地区钠质过碱性岩的出现可能指示青藏高原在这套火山岩喷发时(13~12Ma),构造体制发生了显著的改变,进入到一个典型的陆内伸展阶段。     

汉诺坝地幔捕虏体中富硅熔体的成因及其意义

近年来地幔捕虏体中富硅熔体的研究受到广泛关注,富硅熔体不仅具有多种产出状态,其成因来源也具有多样性。本文选取汉诺坝地区地幔捕虏体矿物中的熔体包裹体和斜方辉石反应边中的熔体玻璃为研究对象,探索富硅熔体在岩石圈地幔演化中的作用。通过详细的岩相学观察并结合电子探针分析发现,二者成因不同。熔体包裹体玻璃成分富硅(SiO₂ 61%~65%),相对贫Na₂O(1%~3%)、K₂O(<1%),富含挥发份(约3%~6%),为地幔交代成因;斜方辉石反应边玻璃富硅(SiO₂ 64%~67%)、碱(Na₂O 5%~7%,K₂O 6%~9%),几乎不含挥发份,是地幔捕虏体被寄主玄武岩浆快速携带上升至地表的过程中两者反应的产物。地幔交代作用产生的富硅熔体包裹体深刻影响了岩石圈地幔的地球化学性质;而玄武岩浆在上升过程中与岩石圈地幔捕虏体中斜方辉石的反应,导致了岩石圈地幔由富硅向贫硅转变,为华北克拉通的破坏提供了证据。     

"水墨画"种翡翠的矿物学特征研究

"水墨画"种翡翠是市场上出现的翡翠新品种,得名于其黑色不透明物质在无色的"地"上的不规则分布,形似水墨画。本文运用电子探针、X射线粉晶衍射、红外光谱等分析手段对"水墨画"种翡翠进行了研究,结果表明,"水墨画"种翡翠矿物组成以硬玉和绿辉石为主,含有少量的斜长石、磁铁矿及黑色不透明杂质。黑色杂质和磁铁矿为导致该种翡翠产生黑色和不透明的水墨画状外观的主要原因。     

滇西剑川苦橄玢岩中单斜辉石的矿物学特征及其地质意义

利用电子探针对滇西剑川的二龙和满元两个地区苦橄玢岩和苦橄质堆晶岩中的单斜辉石进行了详细的矿物学研究,结果表明绝大多数单斜辉石属于普通辉石,具有贫硅、贫碱、高钙和低氧逸度的特征。在单斜辉石形成过程中,阳离子间普遍发生类质同像替代。单斜辉石温压计算结果显示,二龙和满元苦橄玢岩的形成温度(1 324~1 428℃)和压力(1.5~2.9 GPa)明显低于满元苦橄质堆晶岩的温度(1 439~1 462℃)和压力(3.0~3.2 GPa),二龙和满元苦橄玢岩的形成深度也比满元苦橄质堆晶岩的深度(99~106 km)浅,整体看来,剑川苦橄玢岩形成的温度和压力较高,来源较深,可能是软流圈沿断裂带上涌导致上地幔部分熔融的结果,也可能是地幔柱活动所导致。     

石陨石中橄榄石和辉石的微量化学分析

在一般石陨石中，球粒陨石硅酸盐相约占其化学组成的三分之二，而橄榄石(Mg、Fe)，SiO4和斜方辉石(Mg、Fe)SiO3又是组成硅酸盐相的主要矿物。较详细地研究橄榄石和辉石的化学组成对石陨石各化学群的划分及球粒陨石岩石类型的划分都是十分重要的。     

硅线石角岩形成时变质反应的热力学计算

北京房山花岗闪长岩体周围岩石的接触热变质作用发育良好，从内向外，依次出现辉石角岩相、角闪石角岩相、绿帘石角岩相，环绕侵入体形成良好的接触变质圈。1967年，由于教学工作的需要，对岩体西南侧，东山口-关坻一带的泥质岩石的接触变质进行了矿物共生分析。其中辉石角岩相及角闪石角岩相的矿物共生组合如图1、2所示。     

镁铁质-超镁铁质岩浆岩中单斜辉石的智能分析研究

区分不同构造环境中岩浆作用是认识地幔中岩浆形成过程的基本手段。目前较为成熟的是利用全岩去区分判别,而利用造岩矿物去判别构造环境、演绎岩浆演化的研究还不够深入。本文运用机器学习的方法,以全球新生代大洋中脊、洋岛以及岛弧构造背景中的镁铁质-超镁铁质岩浆岩中单斜辉石的地球化学数据为研究对象,试图区分这3 种不同构造环境的单斜辉石。通过机器学习方法中K-邻近（K-Nearest Neighbor,KNN）和随机森林（Random Forest,RF）的计算和比较,认为RF 是一种有效的地球化学区分方法,它的结果不仅可用来判别构造环境,同时还能够提取特征元素。同时我们发现,在镁铁质-超镁铁质岩浆岩单斜辉石构造环境判别图解中,Rb、La、Ba、Cr、Sr、Yb、V、Ti、Nd、Eu、Gd等微量元素具有较高的贡献率,而主量元素贡献率较低。在此基础上,我们结合前人的对单斜辉石的构造环境判别图的研究成果,提出几个判别效果较好的判别图解。但是整个研究由于缺少进一步可视化的成果,限制了机器学习方法的推广,这也是今后需要进一步研究的课题。     

冀西北姚家庄超镁铁岩-正长岩杂岩体中辉石的环带特征及意义

冀西北姚家庄存在一套晚三叠世的超镁铁岩-正长岩杂岩体,岩体内发育具有环带特征的单斜辉石。辉石的环带有两种:简单环带和复杂环带。简单环带一般为正环带,辉石核部的MgO和Cr2O3含量高,Si O2、Fe O和Na2O含量低;边部的主要氧化物含量与核部刚好相反。简单正环带可以分为两类,其中核边接触带平滑、由核到边化学成分具有渐变特征的正环带辉石可能是岩浆在分离结晶或地壳混染过程中形成。而核边接触带有熔蚀结构、由核到边化学成分突变的正环带辉石可能是早期结晶的辉石颗粒受到晚期低镁岩浆的溶蚀改造而成的。复杂环带具有核-幔-边结构,其中,核部低镁高铁、幔部高镁低铁、边部与核部相似,但其Mg#更低,这些特征暗示了岩浆混合作用的存在,形成辉石核部的母岩浆可能来自富集的岩石圈地幔,幔部高Mg#的特征指示了软流圈地幔物质的贡献,其边部低Mg#的特征则指示了地壳物质的加入。具有韵律环带的复杂辉石是在岩浆多期侵入的过程中形成的。辉石环带的组成特征表明,姚家庄杂岩体是由岩浆多期侵位形成的,后期侵入的岩浆与前期就位的岩浆不断反应,形成了具有多种不同环带特征的辉石,并最终形成了空间上由外到内依次为辉石岩、辉石正长岩和正长岩的环状杂岩体。结合前人的研究成果,推测形成姚家庄岩体的岩浆主要来源于富集的岩石圈地幔,并由少量地壳组分和软流圈物质的贡献。