雅鲁藏布江缝合带西段错不扎铬铁矿特征及形成环境

雅鲁藏布江蛇绿岩带是国内铬铁矿床出露点最多,且铬铁矿石储量、产量最大的一个蛇绿岩带。根据空间展布规律,该岩带被划分为东段(曲水—墨脱)、中段(昂仁—仁布)和西段(萨嘎至中印边境)3部分。其中,西段自萨嘎以西分为南、北两支亚带。长期以来的研究工作主要集中在东段和中段,西段的研究程度非常薄弱,尤其是北亚带。不同区段研究程度的不平衡十分不利于雅鲁藏布江蛇绿岩带内铬铁矿找矿工作的开展。错不扎蛇绿岩体位于雅鲁藏布江缝合带西段的北亚带,呈北西-南东向带状产出,主要由方辉橄榄岩组成,并普遍发育基性岩脉。野外地质调查在该蛇绿岩体中发现了多个铬铁矿化点,矿化体呈透镜状产于方辉橄榄岩中,出露地表的长度为0.5～1m,厚为0.2～0.5 m,矿石均为致密块状。电子探针分析结果表明,错不扎铬铁矿属于高铬型铬铁矿,铬尖晶石的Cr#[=100×Cr/(Cr+Al)]为75～78,Mg#[=100×Mg/(Mg+Fe2+)]为66～69。计算结果表明,母岩浆的FeO/MgO比值为0.51～0.65,Al2O3和Ti O2含量分别为11.27%～12.1%和0.19%～0.4%,与玻安质岩浆的化学成分相当。然而,针状单斜辉石出溶体的发现指示错不扎铬铁矿可能还经历了一个深部作用过程。     

雅鲁藏布江蛇绿岩带西段达机翁地幔橄榄岩组成特征及其形成环境分析

雅鲁藏布江蛇绿岩带自萨嘎以西分成南北两个亚带。对两个亚带蛇绿岩的各自特征及成因联系的研究,是探讨雅鲁藏布江西段的新特提斯洋构造演化的关键。北亚带蛇绿岩呈构造岩块产于冈底斯山前喀喇昆仑断裂带的南侧。其中,位于北亚带西北段的达机翁蛇绿岩,主要由地幔橄榄岩,玄武岩夹硅质岩组成,各单元间断层接触。对达机翁蛇绿岩的地幔橄榄岩开展的组成特征研究表明:(1)地幔橄榄岩主体为方辉橄榄岩,含少量的纯橄岩。方辉橄榄岩内产有豆荚状铬铁矿(呈豆状,块状以及浸染状),铬铁矿有一层纯橄岩的外壳;(2)达机翁方辉橄榄岩单斜辉石含量低,组成矿物以及全岩的地球化学特征均指示了这些样品经历了相对高的部分熔融作用;(3)方辉橄榄岩具有U型的球粒陨石标准化的稀土元素分配模式,Nb相对亏损,Ta,Zr和Hf具有弱的正异常,同时Sr和U具有强烈的正异常,这些特征可能与残余地幔和俯冲带熔/流体之间相互作用导致的轻稀土元素和部分微量元素的选择性富集有关。定量计算表明,达机翁地幔岩中的方辉橄榄岩来源于一个尖晶石相地幔源区的部分熔融,部分熔融程度大于25%,高于深海地幔橄榄岩的部分熔融程度(10%~22%)。这些橄榄岩形成时的氧逸度条件位于FMQ和FMQ+1之间,高于深海地幔橄榄岩(FMQ-1),与俯冲带环境的氧逸度条件一致。因此,我们认为达机翁蛇绿岩中的地幔橄榄岩形成于大洋中脊的环境,随后发生了洋内俯冲作用,位于俯冲带上部的地幔橄榄岩经历了俯冲带流/熔体的交代作用。     

博茨瓦纳和中国含金刚石金伯利岩的地质特征及对寻找类似岩体的启示

金刚石及其寄主岩石是人类认识地球深部物质组成和性质、壳幔和核幔物质循环重要研究对象。本文总结了中国不同金刚石类型的分布,着重对比了博茨瓦纳和中国含金刚石金伯利岩的地质特征,取得如下认识:(1)博茨瓦纳含矿原生岩石仅为金伯利岩,而中国含矿岩石成分复杂,金伯利岩主要出露在华北克拉通,展布于郯庐、华北中央和华北北缘金伯利岩带,具有工业价值的蒙阴和瓦房店矿床分布于郯庐金伯利岩带中;钾镁煌斑岩主要出露在华南克拉通,重点分布在江南和华南北缘钾镁煌斑岩带中;(2)钙钛矿原位U-Pb年龄和Sr、Nd同位素显示,86～97 Ma奥拉帕金伯利岩群和456～470 Ma蒙阴和瓦房店金伯利岩均具有低87Sr/86Sr(0.703～0.705)和中等εNd(t)(-0.09～+5)特征,指示金伯利岩浆源自弱亏损地幔或初始地幔源区;(3)博茨瓦纳金伯利岩体绝大多数以岩筒产出,而中国以脉状为主岩筒次之;博茨瓦纳岩筒绝大部分为火山口相,中国均为根部相,岩筒地表面积普遍小于前者;(4)奥拉帕A/K1和朱瓦能金伯利岩体是世界上为数不多的主要产出榴辉岩捕虏体和E型金刚石的岩筒之一,而同位于奥拉帕岩群的莱特拉卡内、丹姆沙和卡罗韦岩体与我国郯庐带的金伯利岩体类似,均主要产出地幔橄榄岩捕虏体以及P型和E型金刚石;(5)寻找含矿金伯利岩重点注意以下几点:克拉通内部和周缘深大断裂带是重要的控岩构造;镁铝榴石、镁钛铁矿、铬透辉石、铬尖晶石和铬金红石等是寻找含金刚石金伯利岩重要的指示矿物;航磁等地球物理测量需与土壤取样找矿方法相结合才能取得更好效果;(6)郯庐金伯利岩带、江南钾镁煌斑岩带和塔里木地块是中国重要含矿岩石的找矿靶区,冲积型金刚石成矿潜力巨大。     

雅鲁藏布江缝合带西段东波蛇绿岩OIB型玄武岩的厘定及其形成环境

雅鲁藏布江缝合带(YZSZ)西段分为两支,南带蛇绿岩的成因对整个缝合带的性质和构造背景的探讨起到十分关键作用,但由于地区偏远、交通不便,研究程度一直十分薄弱.本文报道了南带的东波蛇绿岩中洋岛型玄武岩及有关沉积岩的发现和成因探讨.东波蛇绿岩主要由地幔橄榄岩(方辉橄榄岩、含单辉方辉橄榄岩和透镜状纯橄岩)和上覆火山-沉积岩组成,未见堆晶岩和枕状熔岩等典型洋壳端元.火山-沉积岩盖层为一套稳定的海相层序,主要由硅质灰岩、红色硅质岩等沉积岩和玄武岩和玄武火山碎屑岩组成.OIB型玄武岩的特征表现为低SiO2和MgO,高TiO2、P2O5和(K2O+Na2O),富集Nb、Ta,亏损Th、K、Pb、Sr.微量元素和Sr、Nd、Pb同位素数据显示,该玄武质源区来自石榴石尖晶石二辉橄榄岩2％ ～ 5％的部分熔融.成分研究显示,硅质岩形成于大陆边缘环境,为洋岛或海山和大陆边缘物质在生物作用下形成的.以上证据表明,东波火山-沉积岩层序具有典型海山特征,与世界上典型的地幔柱型蛇绿岩可对比,属于地幔柱热点活动的产物.因此,可以认为,地幔柱热点在与冈瓦纳大陆北缘岩石圈地幔相互作用过程中,不但促使YZSZ西段南带(达巴-休古嘎布)特提斯洋盆打开,还可能与YZSZ蛇绿岩中普遍包含金刚石等异常地幔矿物群有直接的动力学关系.     

甘孜- 理塘洋可能存在北向俯冲：来自松潘- 甘孜道孚- 炉霍岩浆岩的证据

松潘- 甘孜造山带巨厚的三叠系复理石沉积盖层给探讨其基底性质、俯冲- 碰撞过程和深部岩浆作用增添了难度，使得带内广泛出露的花岗质岩体和少量镁铁质岩体成为解开松潘- 甘孜造山带构造演化谜团的重要研究对象。锆石U- Pb定年结果表明道孚花岗闪长岩形成于223. 5~217. 4 Ma，炉霍二长岩结晶年龄为219. 4 Ma，辉长岩为218. 9 Ma，均属于晚三叠世岩浆活动的产物。化学成分研究结果表明，花岗质岩石都表现出I型花岗岩特征，其中炉霍二长岩具有较高的Ba、Sr含量，相对较高且均一的εHf(t)值（-3. 69~-1. 65），表明其可能来源于富集玄武质新生下地壳的熔融。道孚花岗闪长岩具有分散的εHf(t)值（-13. 51~0. 41），野外和地球化学特征指示其形成于幔源熔体与古老壳源熔体的混合。辉长岩在微量元素蜘蛛图上具有类似的模式，不同程度富集Ba、Sr、Pb、Th和U元素，出现Nb、Ta、Ti元素亏损，具有岛弧玄武岩的特征，来源于流/熔体交代的地幔楔部分熔融。综合区域已有资料，我们对甘孜- 理塘洋的演化历史提出新的认识，认为甘孜- 理塘洋不仅仅存在向南俯冲的可能性，同时也具有北向俯冲的历史，晚三叠世道孚- 炉霍岩浆岩的形成受控于甘孜- 理塘洋向北边松潘- 甘孜地块俯冲的背景之下。     

蛇绿岩中金刚石和异常矿物的全球记录

蛇绿岩型金刚石产在地幔橄榄岩和铬铁矿中,是新建立的金刚石产出类型,不同于产在金伯利岩和超高压变质岩中的金刚石。全球已在21个蛇绿岩中发现了该类金刚石,含金刚石的蛇绿岩主要分布在特提斯造山带、乌拉尔-中亚造山带、日高变质岩带和北美克拉马斯-阿卡特兰造山带。本文梳理了含金刚石蛇绿岩的全球分布和地质背景以及蛇绿岩中超高压-强还原矿物与其它壳幔矿物组合的特征,讨论了已有的含金刚石铬铁矿和地幔橄榄岩的四种成因机制。金刚石和伴生的超高压-强还原矿物组合产在不同时代的造山带蛇绿岩中,不仅仅揭示了金刚石在蛇绿岩中普遍存在,需要重新思考蛇绿岩和铬铁矿的成因以及它们形成的地质构造背景,还证实了蛇绿岩地幔橄榄岩和铬铁矿是地球深部矿物重要的储存库,为认识地球深部的物质组成和物理化学环境,以及深部物质运移的轨迹和动力学过程等提供了天然样品。     

金刚石分类、组成特征以及我国金刚石研究展望

金刚石由于其独特的物理化学性质,在经济生产与科学研究中均具有重要价值.金刚石形成于地球大于150 km的深度范围内,是人类可以获得的来自地球深部地幔乃至核幔边界的最直接的样品,因此可以为研究地球深部物质组成和物理化学条件提供重要的素材.金刚石由碳元素组成,还含有微量的杂质元素（如氮、硼、氢、氧等）,其中氮和硼元素对于划分金刚石的晶体结构类型发挥着重要的作用.根据金刚石的产出类型,金刚石可以划分为幔源型、超高压变质型、陨石相关型以及蛇绿岩型金刚石.全球约百分之一的幔源型金刚石含有包裹体,对这些包裹体的研究显示,金刚石主要来源于地球150~200 km深度的岩石圈地幔.这些含有包裹体的金刚石中,仅有1%的金刚石来自于地球深部的软流圈、地幔过渡带、下地幔、甚至核幔边界.我国的金刚石产出类型多样,但是,目前仅山东蒙阴、辽宁复县的金伯利岩矿床以及湖南沅水的砂矿具有经济价值.蛇绿岩型金刚石是近年来金刚石研究领域取得的重要进展,该类型金刚石分布在全球多个造山带不同时代、不同构造属性的蛇绿岩地幔橄榄岩和铬铁矿中,被认为是一种新的金刚石的产出类型.相对于其他国家和地区的金刚石的研究,我国的金刚石领域的研究程度相对较低,缺乏对金刚石结构、化学组成以及包裹体组成的系统研究,制约了对我国金刚石成因的认识,限制了我国的金刚石的找矿工作.因此,亟需结合先进的分析手段对我国的金刚石及其围岩做进一步的研究,以期揭示金刚石的形成过程,为金刚石的找矿提供理论基础.      

新疆西准噶尔木哈塔依蛇绿混杂岩年代学和地球化学研究及构造意义

木哈塔依蛇绿混杂岩位于新疆西准噶尔达拉布特蛇绿岩带北东端,蛇绿岩组合包括蛇纹石化及石英菱镁岩化方辉橄榄岩、玄武岩和硅质岩,蛇绿岩中侵入有辉长岩脉。对蛇绿岩开展了详细的岩相学、岩石地球化学、锆石UPb年代学和Hf同位素研究。玄武岩和辉长岩均为低钾拉斑玄武岩系列,两者同时具有轻稀土富集和弱亏损的EMORB和N-MORB的配分曲线,微量元素具有Ba、U、K、La、Ce等LILE相对富集,Nb、Ta、Th等HFSE相对亏损的特征,结合玄武岩中相对稳定的微量元素和氧化物构造判别图解,认为蛇绿岩形成于弧后盆地。玄武岩LA-ICPMS锆石U-Pb同位素年龄为(392.5)±2.9 Ma(n=26,MSWD=1.3),代表蛇绿岩形成年龄。玄武岩锆石εHf(t)值为+12.2~+15.1,Hf同位素地幔模式年龄t(DM)(407~543 Ma)与锆石形成年龄相近,指示玄武岩直接来源于亏损地幔,且没有遭受地壳物质的明显混染。地幔岩铬尖晶石化学成分和玄武岩Dy/Yb-La/Yb图解表明,地幔橄榄岩可能为亏损的尖晶石二辉橄榄岩发生25%~30%部分熔融的残余,而熔出的基性熔体为玄武岩和辉长岩的母岩浆。综合研究认为,达拉布特蛇绿岩所代表的西准噶尔洋盆为准噶尔洋北西俯冲形成的弧后盆地,洋盆在中志留世就已经存在并开始扩张,直到早石炭世洋盆依然存在,晚石炭世洋盆进入俯冲消减和闭合阶段。     

西藏仲巴地体中433Ma伸展热事件：波库二云母花岗岩锆石年代学、地球化学和Hf同位素制约

喜马拉雅造山带中发育多期次淡色花岗岩,其成因与构造转换密切相关。波库二云母花岗岩位于仲巴地体西段,锆石U-Pb年龄为433.4±2.0Ma,εHf(t)=-11.18～-8.75。全岩地球化学显示具有较高的SiO2(72.38%～73.10%)、Al2O3(15.14%～15.38%)、CaO(1.54%～1.77%)、Sr(141×10-6～174×10-6)、Ba(386×10-6～574×10-6)含量和δEu值(平均0.8),以及较低K2O/Na2O(0.87～1.11)和Rb/Sr(0.86～1.09)比值,A/CNK=1.64～1.77,随着Ba含量的增加,Rb/Sr比值保持不变。这些特征表明波库二云母花岗岩为变泥质岩发生水致白云母部分熔融的产物,与原特提斯洋向冈瓦纳大陆北缘俯冲后仲巴地体-特提斯喜马拉雅地体与冈瓦纳大陆亲缘性的陆块发生碰撞后板片断离伸展环境下的岩浆热事件相关,与特提斯喜马拉雅429Ma吉隆白云母脱水部分熔融形成的淡色花岗岩的成因不同表明它们发生部分熔融作用的物理化学条件不同,亦指示仲巴地体与特提斯喜马拉雅地体在早古生代可能具有不同的构造演化环境。     

雅鲁藏布江缝合带西段基性岩地球化学和Sr-Nd-Pb同位素特征：新特提斯洋内俯冲的证据

提要：普兰蛇绿岩位于雅鲁藏布江缝合带西段,面积约650 km2,主要由方辉橄榄岩、含单辉方辉橄榄岩和透镜状纯橄岩组成,缺失堆晶岩和枕状熔岩等洋壳端元。方辉橄榄岩中普遍发育辉绿岩和辉石岩脉,地幔橄榄岩上部被块状玄武岩、玄武质火山碎屑岩、粉砂质泥岩、硅质岩和硅质灰岩覆盖。辉绿岩低K、Ti,球粒陨石标准化REE配分曲线具有N-MORB特征,富集LILE（K、Sr、Rb）,亏损HFSE（U、Th、Nb）,(143Nd/144Nd)t=0.512904~0.512909,εNd(t)=+8.6~+8.7,(87Sr/86Sr)t=0.704893~0.705310,显示俯冲带弧后盆地环境的特征。对比前人研究,认为雅鲁藏布江缝合带普遍存在洋内俯冲作用,但开始俯冲的时间不同：雅鲁藏布江缝合带中西段开始于早白垩世,而东段开始于中侏罗世。