上地幔的岩石组构和各向异性

着重介绍了上地幔各向异性及其成因,研究内容和方法,各向异性研究的地球动力学意义,并强调指出橄榄石和辉石在塑性固态流动过程中产生的晶格优选方位或组构是导致上地幔各向异性最主要原因。     

硫化物熔离对岩浆硫化物含矿岩体中橄榄石Ni含量的影响——以金川岩体为例

为探讨硫化物熔离对含矿岩体中橄榄石Ni含量的影响,在前人橄榄石结晶硫化物熔离模型的基础上,定量模似计算了分离结晶过程中橄榄石Ni含量,并将其应用于金川橄榄石成园研究。研究表明,部分橄榄石落于无硫化物熔离橄榄石结晶趋势线下方,暗示其母岩浆为S饱和。根据模拟计算S饱和母岩浆橄榄石分离结晶趋势线,指出金川深部岩浆房中母岩浆橄榄石的分离结晶程度小于或等于3％,而由橄榄石结晶所导致熔离的硫化物熔体与橄榄石之间质量比约为40。     

Electron Microprobe/SIMS Determinations of Al in Olivine: Applications to Solar Wind,Pallasites and Trace Element Measurements

Electron probe microanalyser measurements of trace elements with high accuracy are challenging. Accurate Al measurements in olivine are required to calibrate SIMS implant reference materials for measurement of Al in the solar wind. We adopt a combined EPMA/SIMS approach that is useful for producing SIMS reference materials as well as for EPMA at the ~ 100 µg g^?1 level. Even for mounts not polished with alumina photoelectron spectroscopy shows high levels of Al surface contamination. In order to minimise electron beam current density, a rastered 50 × 100 µm electron beam was adequate and minimised sensitivity to small Al‐rich contaminants. Reproducible analyses of eleven SIMS‐cleaned spots on San Carlos olivine agreed at 69.3 ± 1.0 µg g^?1. The known Al mass fraction was used to calibrate an Al implant into San Carlos. Accurate measurements of Al were made for olivines in the pallasites: Imilac, Eagle Station and Springwater. Our focus was on Al in olivine, but our technique could be refined to give accurate electron probe measurements for other contamination‐sensitive trace elements. For solar wind, it is projected that the Al/Mg abundance ratio can be determined to 6%, a factor of 2 more precise than the solar spectroscopic ratio.     

福建明溪大洋窠幔源包体橄榄石的位错结构特征

本文介绍了采用透射电子显微镜观察研究福建明溪大洋窠上第三系玻基玄武岩中的包体橄榄石的位错结构。研究表明,该地幔源包体橄榄石中存在位错壁、自由位错、位错弓弯和位错环等,它们是该橄榄石在上地幔的高温低应力条件下发生复杂蠕变的产物。根据该地包体橄榄石中自由位错密度(统计值为2.0×10~8cm~(-2)和共生辉石的化学成分,估算出福建明溪大洋窠玻基玄武岩中幔源包体的变形条件为:温度(T)为1070℃;压力(P)为2480MPa;深度(Z)为79.3km;流变应力(σ_1-σ_3)为136MPa;流变速率(ε)为7.6×10~(-13)s~(-1);粘稠度(η)为0.8×10~(20)poise。     

金川岩浆铜镍（铂）硫化物矿床中两类橄榄石的发现及其成矿意义

金川铜镍硫化物矿床是世界第三大岩浆型铜镍硫化物矿床,其成因机制一直备受争议。主要成矿模型有以下两种:(1)岩浆通道堆积模型;(2)深部熔离-多次贯入模型。目前,二者均不能较好解释矿区中存在的各种地质现象。本文重点研究矿区橄榄石的特征,借此来探讨"硫化物矿浆"的迁移方式与侵位能力。本次研究在金川矿床中发现了两类橄榄石:LREE亏损型(Ⅰ型)与LREE富集型(Ⅱ型)。其中,Ⅰ型橄榄石为岩浆正常结晶的原始颗粒,常见复杂的成分环带,由原生橄榄石与晶间硅酸盐熔体/不混溶硫化物熔体发生物质交换所形成,继承了玄武质岩浆稀土含量低的特征,广泛分布于各类超基性岩石与矿石中;Ⅱ型橄榄石常见包裹斜方辉石的反序列包含关系,以稀土含量高(～2个数量级)且相对富Mg而显著区别于前者,为辉石堆晶颗粒经流体触发不一致熔融后再结晶形成的橄榄石,多见于硫化物矿石中。金川矿床硫化物矿石中广泛发育的原生富Cl含水矿物(金云母、角闪石、磷灰石)与Ⅰ型橄榄石边部活动性元素含量的剧增,暗示金川矿体形成过程受富Cl流体影响显著。实验岩石学与动力学模拟的新研究进展表明流体的加入可有效推动高密度硫化物的迁移,流体的加入可能是金川硫化物矿浆上侵运移的主要机制。结合硫化物Cu/Ni西高东低的空间演化规律,橄榄石Fo值西高东低的空间变化趋势与晶体粒度西细东粗的分布特征可以推测,金川铜镍硫化物矿床岩浆通道的前进方向为自西向东。     

Seismic evidence for a metastable olivine wedge in the subducting Pacific slab under Japan Sea

We apply a forward-modeling approach to high-quality arrival time data from 23 deep earthquakes greater than 400 km depth to investigate the detailed structure of the subducting Pacific slab beneath the Japan Sea. Our results show that a finger-like anomaly exists within the subducting Pacific slab below 400 km depth, which has a P-wave velocity 5% lower than the surrounding slab velocity (or 3% lower than that of the normal mantle), suggesting the existence of a metastable olivine wedge (MOW) in the slab. The MOW top and bottom depths are 400 and 560 km, respectively. The MOW is estimated to be about 50 km wide at 400 km depth and close to the slab upper boundary. At 560 km depth the MOW is located at about 25 km below the slab upper boundary. Most of the deep earthquakes are located in the MOW. Our results favor transformational faulting as the mechanism for deep earthquakes.     

橄榄石集合体的简单剪切形变实验研究

本文利用高精度Paterson气体介质变形装置对富铁橄榄石集合体(Mg0.5,Fe0.5)2SiO4进行了高温简单剪切变形试验。试验在温度1473K和围压300MPa的条件下进行,差应力为64~153MPa, 应变率为10-5~10-3s-1。 一共进行了三组试验,试件的剪切变形量分别为89%, 131%和200%, 通过对变形后试件的反射光学显微结构分析,得到富铁橄榄石集合体动态重结晶的微观机制,由结晶各向异性分析给出晶格最优取向和波速各向异性的分布及随应变的增加而表现出的演化特征。     

江南造山带西段新元古代超基性岩体年代学和岩石地球化学研究及其对源区的约束

本文研究对象为江南造山带西段湘西通道地区长界橄榄辉石岩。长界橄榄辉石岩锆石LA ICP-MS U-Pb加权平均年龄为701±11 Ma。长界橄榄辉石岩主要由单斜辉石、橄榄石和少量斜长石以及少量钛铁氧化物组成,指示在岩浆形成过程中单斜辉石、橄榄石和少量斜长石为主要分离结晶相。全岩具有低SiO_2(44.01%~47.72%)、Al_2O_3(6.77%~9.10%)、TiO_2(0.49%~0.75%)和全碱(Na_2O+K_2O=0.07%~2.04%)含量,而高MgO(23.97%~30.70%)含量的特征,岩石属于亚碱性拉斑玄武岩系列。长界橄榄辉石岩稀土元素总量(∑REE)较低,为25.7×10-6~55.6×10~(-6),全岩稀土和微量元素标准化图解与洋岛玄武岩(OIB)相似,具有富集轻稀土元素[(La/Yb)N为3.36~6.48]和富集大离子亲石元素(LILE)的特点,同时还显示出"弧岩浆"的地球化学性质,明显的Nb-Ta负异常,较高的Th/Nb值(0.52~0.81)和较低的Nb/La值(0.25~0.44)以及低Nb(1.11×10~(-6)~3.91×10~(-6))的特征。长界橄榄辉石岩具有高初始(87Sr/86Sr)i值(0.707 206~0.708 561)和正的εNd(t)值(0.25~0.41)。微量元素模拟结果表明,长界橄榄辉石岩起源于尖晶石相,其源区为受来自俯冲消减板片脱水或熔融形成的流体或熔体的交代的软流圈地幔,是软流圈地幔上涌并发生低度部分熔融的产物(4%~7%)。结合区域地质特征,推测长界橄榄辉石岩的形成可能与700 Ma时期江南造山带西段裂谷作用导致软流圈物质上涌并发生熔融有关。     

橄榄石原位高温拉曼光谱研究

利用微型电阻丝加热装置产生高温, 采用镍铬热电偶探测样品的温度, 在273～1 113 K温度范围,对橄榄石晶体进行了原位高温拉曼光谱研究。拉曼光谱数据显示：Si-O伸缩振动模高于800 cm^-1,Si-O弯曲振动模为400～700 cm^-1,SiO₄四面体旋转振动模和金属-氧的平移振动模低于400 cm^-1;得到了橄榄石拉曼振动频率随温度的变化关系,首次发现了橄榄石常温频率为541 cm^-1的Si-O反对称弯曲振动的A_g模,比其它的振动频率有较弱的温度效应。     

吉林省大石河橄榄石矿床的产出特征

吉林省大石河玄武岩规模小，并受敦－密大断裂控制。玄武岩中构成宝石的橄榄石产于二辉橄榄岩包体中和少量的捕虏晶中。矿床为碱性玄武岩，以位于大断裂次级构造上为特征。