会理菜子园镍矿床方辉橄榄岩铂族元素、Re-Os同位素及其地质意义

四川省会理菜子园红土型镍矿床中出露较多的基性-超基性岩体,文章系统报道了其中3个橄榄岩体的岩石化学、铂族元素及Re-Os同位素地球化学特征.岩石化学均显示为高MgO及高Mg#值,低SiO2、Al2O3、Na2O、K2O特征,计算显示出主要的标准矿物为橄榄石和紫苏辉石(体积百分数＞90％),表明菜子园属镁质方辉橄榄岩.铂族元素总量比世界上大多数地幔橄榄岩低,且Cu/Pd比值大于原始地幔,可能是早期地幔较高部分熔融出的基性岩浆中硫化物的萃取、抽提作用所致.PPGE相对IPGE强烈亏损,与正常蛇绿岩底部的地幔橄榄岩特征类似,向右倾斜的原始地幔标准化配分模式表明菜子园铂族元素体系主要受地幔部分熔融的控制.PPGE中,Pt相对于Pd富集,可能与后期强烈蚀变有关,此外还可能反映了少量Pt以合金形式残留于方辉橄榄岩中,Pd以不相容元素的形式更多被熔体带走.菜子园方辉橄榄岩的Re-Os同位素体系封闭性相对好,γ(Os)值较小.岩石化学、铂族元素及Re-Os同位素地球化学显示,菜子园橄榄岩直接来自地幔,属正常蛇绿岩套底部的方辉橄榄岩,为古小洋盆洋壳的残片.菜子园蛇绿岩反映了中元古代晚期昆阳裂谷在菜子园-踩马水-麻塘断裂带以北演化成小洋盆,于其中沉积会理群,并在中元古代末期与南侧的东川群、汤丹群碰撞、拼贴.菜子园橄榄岩的蛇绿岩属性进一步证明,扬子地台西南缘的基底由不同时代的小陆块碰撞、拼贴导致基底陆壳增生.     

上地幔橄榄岩流变性研究新进展及其地球动力学意义

本文系深部地幔流性研究进展综述文章之一，重点介绍了近年来国际地球物理学界在涉及橄榄岩上地幔流变性的下述三方面取得的进展：（１）化学环境因素对橄榄石高温塑性的影响；（２）高温高压下水在橄榄石晶体中的溶解度和赋存状态；（３）橄榄石多晶体的变形机制转变，并对由此得出的地球动力学意义作了讨论。     

西藏雅鲁藏布江缝合带西段发现高铬型和高铝型豆荚状铬铁矿体

豆英状铬铁矿按其矿物化学组分分为高铝型(Cr#值为20～ 60)和高铬型(Cr#值为60～80)两类(Thayer,1970),在全球已报道的豆英状铬铁矿中普遍为在一岩体内只存一种类型的矿体,而在同一岩体内发现两种类型的铬铁矿体较少见.位于雅鲁藏布江缝合带西段普兰岩体中首次发现同时存在高铬型和高铝型铬铁矿,岩体由地幔橄榄岩、辉长辉绿岩、火山岩等组成.地幔橄榄岩主要为方辉橄榄岩、纯橄岩和少量二辉橄榄岩.在方辉橄榄岩中发现7处透镜状的铬铁矿矿体露头,矿石类型主要有致密块状、稠密浸染状和稀疏浸染状等.矿体长2～6m,厚0.5～2m,矿体的最大延伸方向为北西-南东向,与岩体的展布方向一致,矿石的Cr#=52～88,高铬型铬铁矿包括Cr-2～5矿体,Cr#值为63～89,高铝型铬铁矿有Cr-1和Cr-6矿体,Cr#=52 ～55.矿石中脉石矿物主要为橄榄石、角闪石、蛇纹石等.普兰地幔橄榄岩的矿物结构显示,岩体经历了强烈的部分熔融以及塑性变形作用,地幔橄榄岩的地球化学特征显示岩体形成于MOR,后受到SSZ环境的改造.并且依据铬尖晶石-橄榄石/单斜辉石的矿物化学成分,识别出普兰地幔橄榄岩至少经历了3次不同的部分熔融,包括早期部分熔融(～10％)、晚期部分熔融(20％～30％)和局部的减压部分熔融作用(～15％).对比其他铬铁矿矿体和地幔橄榄岩的矿物组合,矿物化学和地球化学等,显示普兰豆荚状铬铁矿矿体与典型高铬型、高铝型铬铁矿具相似性,并存在较大的找矿空间.     

上地幔Os同位素组成的演化

Re-Os同位素体系为研究地幔的成分-结构-演化提供了新的地球化学示踪和定年的工具.上地幔Os同位素组成演化的球粒陨石模型是Re-Os体系用于地幔物质定年的基础, 尤其在采用Re亏损模式年龄和Os同位素代理等时线年龄时.综合了铁陨石和各类球粒陨石、地幔橄榄岩包体和蛇绿岩豆荚状铬铁矿的Re-Os同位素体系研究的近期成果, 为认识对流上地幔Os同位素组成的演化提供了制约.对河北遵化蛇绿岩豆荚状铬铁矿岩的研究, 获得新太古代(2.5 Ga)时形成豆荚状铬铁矿的对流上地幔的187Os/188Os=0.110 2, 与球粒陨石型模式的一致.文献中常用的球粒陨石模式的参数如下: 地球形成时(4.558 Ga)初始值187Os/186Os为0.095 31, 现代值分别采用碳质球粒陨石的187Os/186Os比值为0.127 0和原始上地幔(PUM)的187Os/186Os比值为0.129 6, PUM与普通球粒陨石和顽火球粒陨石的187Os/186Os比值接近.      

大兴安岭岩石圈地幔特征——哈拉哈河-绰尔河橄榄岩捕虏体的证据

大兴安岭哈拉哈河-绰尔河第四纪火山岩中含有尖晶石相和石榴石相橄榄岩捕虏体.本文报道的尖晶石相橄榄岩包括方辉橄榄岩和二辉橄榄岩两类,前者分布数量略高于后者.方辉橄榄岩多数具有较高的平衡温度(1072～1193℃),矿物化学成分变化大,含有高Mg橄榄石和高Cr#尖晶石,这些特征一致表明是古老岩石圈地幔残余的样品.而二辉橄榄岩显示相对均一的矿物化学成分和很宽的平衡温度变化范围(636～1178℃),代表了明显受到改造的岩石圈地幔,可能反映岩石圈地幔的不同深度和局部经历了软流圈与岩石圈相互作用.通过与华北克拉通的对比,发现地处兴蒙造山带的大兴安岭岩石圈地幔中仍保留有相当量的古老岩石圈地幔残余,区别于遭受强烈改造和破坏的华北克拉通东部地区的岩石圈地幔.     

东海地区高压-超高压变质带中变质橄榄岩及其原岩和成因类型的判别——以PP1孔和PP3孔为例

本文在总结全球地幔橄榄岩岩石学和地球化学特征的基础上,首次提出了一个用于判别HP-UHP变质带中变质橄榄岩原岩及其成因类型的判别图解.该图主要由镁铁总量MgO+(%)和一个参数m+f/si比值构成.另用Al2O3和CaO分别与MgO+(%)制成两个辅助图解,以示方辉橄榄岩和二辉橄榄岩之间在Al2O3和CaO含量上的分界.通过原岩判别结果和研究表明,PP3孔和PP1孔两者在变质组合、原岩成因类型、地球化学和变质条件方面存在一系列的重大差异.分别代表来自两种极端的地球化学类型和两种不同大地构造环境的UHP变质体.PP3钻孔以Ol+Gt+Cpx+Opx+Sp为变质矿物共生组合的含石榴石纯橄岩,其原岩系来自地幔残余成因的方辉橄榄岩遭受UHP变质作用的产物,它以成分高度均一,富Mg(Mg'=92),极端亏损不相容元素REE(∑REE<1×10-6可称为超亏损型)为特征.在变质相中仍保留原岩的残余矿物铬尖晶石(Sp),其成分显示蛇绿岩地幔橄榄岩的成分趋势.并出现以Gt和Sp共存相为特征的变质相.据实验结果(klemme,2004)表明该共存相的稳定域的P-T条件Cr-Sp可达7Gpa,T1400℃,即形成于200km的地幔深度.综合研究显示该孔变质橄榄岩原岩(方辉橄榄岩)具有大洋岩石圈地幔残余成因的某些印记,而不是同深度原生地幔岩相转变的产物.PP1孔变质橄榄岩是由无水矿物相(Ol+Opx+Cpx+Gt)+含水矿物相(Phl±Chu)组成的石榴石橄榄岩杂岩,其原岩来自两种不同成因的超镁铁岩系列:一为具地幔成因的方辉橄榄岩-二辉橄榄岩系列(可能相当于地幔楔中的Al型橄榄岩),另一部分(少数)来自具岩浆成因的超镁铁岩系列(纯橄岩-异剥橄榄岩-辉石岩组合,可能相当于A2型橄榄岩).该套变质橄榄岩,以成分高度不均一,极端富集REE(∑REE平均>20×10-6可称为超富集型)和大离子亲石元素(K、Ba、Rb)为特征.这种异常现象并不反映其原岩原有的地球化学特征,它可能是由于在俯冲过程中受到陆壳物质的污染,或壳-幔相互作用所致.据该孔变质相中缺乏Sp相,而以Gt为标志的变质相的事实,推断其形成的压力条件应>7Gpa, 即形成的深度应大于200km.上述研究表明在苏鲁UHP变质带中,不仅有来自大陆地幔楔中的地幔残余的UHP变质体,而且首次提出有可能来自大陆俯冲前锋具大洋岩石圈地幔性质的(蛇绿岩型地幔残片)变质体存在,这对揭示该区UHP变质带的形成和演化过程提供了新的信息.     

新疆西准噶尔地区两类蛇绿岩中橄榄岩的矿物学研究

两类蛇绿岩中变质橄榄岩的矿物表现出的共同特征是:从二辉橄榄岩→斜辉橄榄岩→斜辉辉橄岩→纯橄岩→铬铁矿石,其橄榄石、斜方辉石和单斜辉石的Mg/(Mg+Fe)(矿物牌号)依次升高,表现出富Mg贫Fe的演化趋势;铬尖晶石的Cr/(Cr+Al)亦同时升高,表现为富Cr贫Al的演化特征。 变质橄榄岩中的矿物均是原始上地幔岩部分熔融的残余物。在部分熔融过程中,橄榄石与铬尖晶石是生成相矿物,而斜方与单斜辉石则是消失相矿物,正是通过两种辉石的不断消失,岩石才从二辉橄榄岩依次转化为纯橄岩,并造成纯橄岩与铬铁矿的紧密伴生。在此过程中,矿物成分时刻都在变化,造岩矿物向富Mg贫Fe,金属矿物向富Cr贫Al方向调整,这与实际测定结果是一致的。     

金在地幔矿物中的赋存形式及其赋存介质转化的可能模式:以中国北方一些地幔橄榄岩包体为例

采集中国北方玄武岩中橄榄岩包体样品21件。测定了其中的主元素、微量元素、稀土元素(REE)和Au等的含量。橄榄岩包体中的Au含量与CaO含量的相关性表明,其中的Au可能主要赋存于单斜辉石中,反映Au含量可能与地幔演化及熔融程度有关;橄榄岩包体后期受地幔流体交代作用的影响,Au转而以硫化物形式存在,这一过程是在橄榄岩包体原有Au的物质基础上进行的。     

罗布莎蛇绿岩地幔橄榄岩同位素特征及其成因

罗布莎蛇绿岩岩石单元出露齐全,以地幔橄榄岩为主,构造变形强烈;在堆积杂岩中上部产出有仰冲型斜长花岗岩小岩块;辉绿岩以脉状形式产出于地幔橄榄岩的方辉橄榄岩中;壳层岩石相对很薄且比较复杂.Sr、Nd和Pb同位素组成研究表明:罗布莎地幔橄榄岩绝大多数样品具有高ISr值(0.705489～0.714625);低INd值(0.5...     

峨眉山玄武岩的输送通道:云南元谋朱布岩体

朱布镁铁-超镁铁侵入岩赋存有中型硫化物铂族元素矿床.根据岩体大小和矿床储量的简单质量平衡计算,矿床的形成需要至少3000倍现存岩体体积的岩浆参与成矿,因此朱布岩体应该是峨眉山玄武岩的输送通道.岩体的年龄、地质特征、地球化学都支持这个结论.岩体的原始岩浆应该属于峨眉山高钛玄武岩.