Olivine in the Udachnaya-East Kimberlite (Yakutia, Russia): Types, Compositions and Origins

Olivine is the principal mineral of kimberlite magmas, and isthe main contributor to the ultramafic composition of kimberliterocks. Olivine is partly or completely altered in common kimberlites,and thus unavailable for studies of the origin and evolutionof kimberlite magmas. The masking effects of alteration, commonin kimberlites worldwide, are overcome in this study of theexceptionally fresh diamondiferous kimberlites of the Udachnaya-Eastpipe from the Daldyn–Alakit province, Yakutia, northernSiberia. These serpentine-free kimberlites contain large amountsof olivine (50 vol.%) in a chloride–carbonate groundmass.Olivine is represented by two populations (olivine-I and groundmassolivine-II) differing in morphology, colour and grain size,and trapped mineral and melt inclusions. The large fragmentalolivine-I is compositionally variable in terms of major (Fo_85–94)and trace element concentrations, including H₂O content (10–136ppm). Multiple sources of olivine-I, such as convecting andlithospheric mantle, are suggested. The groundmass olivine-IIis recognized by smaller grain sizes and perfect crystallographicshapes that indicate crystallization during magma ascent andemplacement. However, a simple crystallization history for olivine-IIis complicated by complex zoning in terms of Fo values and traceelement contents. The cores of olivine-II are compositionallysimilar to olivine-I, which suggests a genetic link betweenthese two types of olivine. Olivine-I and olivine-II have oxygenisotope values (+ 5·6 ± 0·1 VSMOW, 1 SD)that are indistinguishable from one another, but higher thanvalues (+ 5·18 ± 0·28) in ‘typical’mantle olivine. These elevated values probably reflect equilibriumwith the Udachnaya carbonate melt at low temperatures and ¹⁸O-enrichedmantle source. The volumetrically significant rims of olivine-IIhave constant Fo values (89·0 ± 0·2 mol%),but variable trace element compositions. The uniform Fo compositionsof the rims imply an absence of fractionation of the melt'sFe²⁺/Mg, which is possible in the carbonatite melt–olivinesystem. The kimberlite melt is argued to have originated inthe mantle as a chloride–carbonate liquid, devoid of ‘ultramafic’or ‘basaltic’ aluminosilicate components, but becameolivine-laden and olivine-saturated by scavenging olivine crystalsfrom the pathway rocks and dissolving them en route to the surface.During emplacement the kimberlite magma changed progressivelytowards an original alkali-rich chloride–carbonate meltby extensively crystallizing groundmass olivine and gravitationalseparation of solids in the pipe. KEY WORDS: kimberlite; olivine; partial melting; carbonatitic melt; oxygen isotopes; H₂O     

甘肃北山黑山岩浆铜镍硫化物矿床橄榄石特征及成因意义

黑山铜镍硫化物矿床是近年在甘肃北山发现的大型岩浆铜镍硫化物矿床,含矿岩体主要由含矿橄榄岩相和南部边缘的角闪辉长岩相构成。研究发现含矿岩体中的橄榄石属贵橄榄石(Fo值为81.54~86.87),其w(Ni)介于(801.53~2 703.19)×10-6;利用橄榄辉长岩中最高Fo值和主量元素反演,表明原始岩浆属高镁玄武质岩浆,w(MgO)=11.65%,w(FeO)=10.12%;橄榄石分离结晶模拟计算结果表明,橄榄石结晶过程中伴随有0.12%~0.17%硫化物熔离,深部岩浆房中橄榄石分离结晶程度小于3%,橄榄石与硫化物最小质量比约14∶1;隙间硅酸盐熔浆和硫化物熔浆作用明显,是造成早期结晶橄榄石成分变化的重要原因。     

苏鲁-大别山超高压变质带迟家店和碧溪岭石榴二辉橄榄岩橄榄石组构

大别山碧溪岭和山东荣成分别发育壳源和幔源的石榴二辉橄榄岩.它们在扬子板块向华北板块的俯冲过程中与俯冲板片一起经历了超高压变质作用.这两种原岩来源不同的石榴橄榄岩中的橄榄石具有相似的结晶学优选方位（LPO）：[100]轴主极密垂直于面理面,[010]轴主极密平行于线理,这种橄榄石结晶学优选方位明显不同于高温地幔橄榄岩包体中的橄榄石组构,也不同于最近在超高压变质地体中发现的水导致的橄榄石组构.我们认为碧溪岭和荣成石榴二辉橄榄岩中的这种橄榄石组构可能是在相对较干的超高压变质条件下形成的.本研究为大陆深俯冲超高压变质石榴橄榄岩橄榄石组构特征提供了第一手资料.     

峨眉火成岩省内带岩浆硫化物含矿岩体橄榄石的成因意义

峨眉火成岩省内带出露数十个含Ni-Cu-铂族元素(PGE)硫化物矿床(或矿化)的镁铁质-超镁铁质侵入岩体.根据铂族元素(PGE)含量的不同,这些岩浆硫化物矿床可分为Ni-Cu型(如力马河和清水河)、Ni-Cu-PGE型(如清矿山和黄草坪)和PGE型(如金宝山和杨合武).不同类型含矿岩体的橄榄石电子探针分析表明,除了清矿山岩体少数几个橄榄石晶体属于镁橄榄石外(Fo90.1～Fo93.1),其余均为贵橄榄石(Fo76.8～Fo89.6).不同矿化类型的岩体的橄榄石成分差异明显.Ni-Cu型硫化物含矿岩体的橄榄石Fo为77～87,Ni含量变化范围为(976～2176)×10-6.Ni-Cu-PGE型硫化物含矿岩体的橄榄石Fo为80～86,Ni含量范围为(1024～2543)×10-6.PGE型硫化物含矿岩体的橄榄石Fo为78～84,Ni含量在(776～1755)×10-6之间变化.清矿山Ni-Cu-PGE型硫化物含矿岩体橄榄石具有高Fo(最高达93.1)和CaO含量(0.245%～1.14%)、以及非常低的Ni(266×10-6)的特征,可能是同化混染作用的结果.利用力马河岩体最高Fo含量的橄榄石成分计算表明,母岩...     

吉林陨石中橄榄石和辉石的化学成份特征兼谈平衡球粒陨石中的不平衡性

吉林陨石中的球粒分为正常快速冷却和过冷冷却球粒两种。前一类球粒中的橄榄石和辉石的化学成份相对稳定,代表了平衡球粒陨石的特征。后一类球粒中的橄榄石和辉石不仅在总的化学成份上有别于前者,而且矿物本身成份不稳定,反映了平衡球粒陨石中存在着不平衡性。     

上地幔橄榄石电导率影响因素及高压相变初探

人们对上地幔标志性矿物橄榄石的认识，基本上是经历一个从直流到交流，又从交流到阻抗谱的认识过程．本文主要通过对橄榄石电导率的影响因素出发，包括温度、压力、铁镁比值、氧逸度等因素的影响和制约．用目前国际高温高压学术界公认的阻抗谱技术探讨了橄榄石在高压下的相变，并在此基础上，进一步研究地球物理学家非常关心的热点问题-冷地幔的实验室的模拟，并作了充分的论证．     

亚稳态橄榄石对俯冲带负浮力的影响及其动力学意义

利用有限元方法,计算了不同俯冲速度及热传导系数俯冲岩石层的负浮力.在h-lt;400km和h-gt;740km的深度范围,低温高密俯冲带的负浮力随深度单调增加.因为尖晶石相到后尖晶石相的相变有负的克兰帕龙斜率,俯冲带冷的物质在660km间断面以下不到100km的深度范围内仍以低密度的低压物质相存在.所以在该深度范围,俯冲带受到了周围地幔阻止其插入下地幔的浮力作用.在400km-lt;h-lt;660km深度范围,由于受橄榄石相变的影响,不同计算模型负浮力随深度的变化有明显的不同.对于可能的相变动力学模型,亚稳态橄榄石的存在使负浮力随深度的增加值减小.其作用是不利于俯冲带直接穿透660km间断面,并引起该深度范围俯冲带沿俯冲方向压应力分布的变化.     

橄榄石位错构造及其上地幔流变学意义——以河北省大麻坪二辉橄榄岩为例

本文运用氧化缀饰法对大麻坪幔源包体的橄榄石位错进行了研究,其主要位错类型包括:[100]、[001]位错壁、亚颗粒构造、(010)位错滑动环、位错网、交叉滑移位错、{110}滑动条带构造。根据稳定态亚颗粒统计,其数值为15.53—25.72μm,平均为20.65μm,位错密度为20×10~6—90×10~6cm~(-2),相应的差异应力分别为48.4—70.8MPa和44—92MPa。     

江苏六合方山幔源包体橄榄石的位错构造研究

本研究采用光学显微镜(氧化缀饰)法和透射电子显微镜法,首次查明江苏六合方山玄武岩的包体橄榄石中存在自由位错、位错壁、位错弓弯、位错环、亚晶粒和位错扭折条带等显微、超显微构造,它们是包体橄榄石在上地幔高温、高压条件下发生塑性蠕变的产物,不同位错形态反映主矿物塑性变形的不同状态。根据橄榄石中自由位错密度和包体中辉石的化学成分,估算江苏六合方山地区上地幔某些流变学参数为:温度(t)为1052℃,压力(P)为2060MPa;深度(Z)为66.6km;流动应力(σ_1—σ_3)为51.3MPa;流动速率(ε)为3.6×10~(-14)/s;粘稠应(η)为5.7×10~(21),这些参数值与中国东部其它地区上地幔的同类参数值相接近。     

湘西通道地区新元古代长界橄榄辉石岩中单斜辉石矿物学特征及其板内裂谷成因论证

湘西通道地区长界橄榄辉石岩主要组成矿物为单斜辉石、橄榄石和斜长石,还具有少量的Ti—Fe氧化物。本文利用电子探针对江南造山带西段湘西通道地区长界橄榄辉石岩单斜辉石进行了详细的矿物学研究,研究结果表明单斜辉石属于顽透辉石和普通辉石。长界橄榄辉石岩单斜辉石较富镁而贫铁,并且还具有高硅、贫碱、低钙的特征,其母岩浆属于拉斑玄武系列。单斜辉石温压计算结果显示,橄榄辉石岩的形成温度为1260～1383℃,压力为1.5～2.6GPa,深度为50～86km,平均深度为73km。整体来看,长界橄榄辉石岩形成的温度基本与软流圈地幔的温度(1280～1350℃)相当,其形成深度为约73km的地幔深处,且在这种温压条件下,软流圈地幔可以发生减压熔融。单斜辉石的成分特征显示示长界橄榄辉石岩是板内拉斑玄武岩,指示其构造背景为裂谷环境。另外,单斜辉石具低的Al_2O_3(0.02%～5.51%)、TiO_2(0～0.46%)和Na_2O(0.01%～1.44%)的特征,这可能是单斜辉石寄主岩石岩浆源区受到俯冲熔体/流体的交代改造作用所导致。结合作者和前人的研究结果,我们推测长界橄榄辉石岩源区为软流圈地幔,其形成可能与裂谷作用导致软流圈物质上涌并发生熔融有关,且在形成长界橄榄辉石岩之前,软流圈地幔已经遭受过俯冲熔体/流体的交代改造作用。