柴达木北缘石榴石橄榄岩的发现及其意义

本文论证了柴达木北缘胜利口含镁铝榴石超基性岩不是“似金伯利岩”而是石榴石橄榄岩。岩相学、矿物化学资料显示其为大陆边缘上覆于俯冲板块的地幔楔形区物质。石榴石橄榄岩在土地幔平衡的Ｐ－Ｔ条件为２５×ｌ０￣８Ｐａ和８５０℃左右，显示造山带高压变质岩的地温特征。柴达木北缘石榴石橄榄岩与榴辉岩的发现表明它是一条高压变质带，是该地区古生代洋壳俯冲、大陆碰撞的产物。

中国大陆科学钻探(CCSD)主孔石榴石橄榄岩中发现Fe_2P合金矿物

在东海大陆超深钻(CCSD)的钻孔橄榄岩岩屑(孔深603-683米深部)中,分离出的矿物有硅酸盐、氧化物、硫化物、碳化物、自然元素、金属互化物和合金,计50-60种矿物。多种特征表明其中有一些不寻常矿物,并且有些矿物具有球状外形,如自然铁、镍纹石、铁镍合金、磁铁矿等。本文报道通过成分和结构分析鉴定出的铁磷合金矿物(Fe,P),成分中含少量Cr,Ni和Co,成分均一,分子式为(Fe1.80Ni0.05Cr0.02)P。EDXD数据表明该矿物的晶系属六方晶系;格子类型为P;空间群为P62m;晶胞参数a=b=5.877Ac=3.437A,a:c=1:0.5848。通过ICDDPDF-2x射线粉晶衍射数据库2004年公布的最新版本搜索查询,发现与人工合成的同种矿物Fe2P(ICDD83-2337,Barringerite.syn)十分接近,类似的矿物已在陨石中发现(FeNi)P,故确定本文报道的铁磷合金(Fe2P)为地球上首次发现的天然合金矿物。其成因和形成条件的研究正在进行中。

电子探针中的Map图在矿物出溶体中的应用——以石榴石橄榄岩中橄榄石的矿物出溶体为例

以中国苏鲁石榴石橄榄岩和瑞士Arami石榴石橄榄岩的橄榄石中针状出溶体的研究为例,运用电子探针中的Map分析技术,很好地解决了图像与成分的对应性问题,使得测试结果真实、可信。为矿物出溶体的研究提供了新的思路。

碧溪岭石榴石橄榄岩的橄榄石中针状磁铁矿出溶体成分的不均匀性

运用电子探针Map图分析技术在碧溪岭石榴石橄榄岩的橄榄石中发现了磁铁矿针状出溶体成分不均匀的现象,即同一岩石样品的橄榄石中针状出溶体既有前人发现的含钛铬磁铁矿,也有本文发现的含铬钛磁铁矿和磁铁矿两种针状出溶体。研究认为,针状出溶体成分出现的差异可能是由于Ti和Cr在原始的β_橄榄石相中分布不均匀所致,这种出溶体的出现暗示这些橄榄石可能是由地幔特有的尖晶石结构相转变而成,为确定这些橄榄岩的来源深度和大陆俯冲过程提供了有意义的信息。

大别山地区石榴石橄榄岩的岩石学和地球化学

本文首次对我国石榴石橄榄岩类岩石进行系统的岩石学和地球化学研究。通过对大别山地区两个不同类型岩体中的石榴石橄榄岩的岩石学、岩石化学、矿物化学和稀土元素地球化学研究,表明这类岩石属钙碱性系列超基性岩;与地幔成分相比,富集易熔元素,亏损难熔元素;利用矿物地质温压计估算其形成压力为2×10~9pa,成岩温度为600～700℃具有正铕异常和轻稀土元素富集特征 推测为地壳下部的超基性岩经深成变质而成。

石榴石橄榄岩的熔融实验及其地质意义

在20×10~9Pa和25×10~9Pa条件下,对石榴石橄榄岩进行的14次高温高压熔融实验研究表明,在1600℃时石榴石橄榄岩开始熔融(初熔),熔体中的SiO_2>70％,Na_2O+K_2O>8％,类似于A型花岗岩成分。本实验为地幔花岗岩的成因提供了证据。

中国岩体型石榴石橄榄岩研究

论述了中国岩体型石榴石橄榄岩的空间分布、岩石类型、岩石化学特征,形成机制及其构造意义。提出这类岩石形成于三叠纪早期扬子陆块与华北陆块的碰撞造山事件。

大兴安岭中部第四纪火山岩中石榴石橄榄岩捕虏体的初步研究

大兴安岭中部的绰尔河—哈拉河地区分布有近30座第四纪火山,初步分为更新世火山和全新世火山两期。火山岩中含有丰富的尖晶石橄榄岩和石榴石橄榄岩捕虏体,石榴石橄榄岩的类型主要是石榴石二辉橄榄岩。根据绰尔河新鲜的石榴石二辉橄榄岩 P-T 平衡条件估计(1164℃,2.36GPa),其形成深度约76km。这与中国东部其它地方四相共存的石榴石二辉橄榄岩类似,区别于五相共存的尖晶石/石榴石二辉橄榄岩形成条件(<70kmm),证实它们是来自尖晶石二辉橄榄岩与石榴石二辉橄榄岩相转变带之下深度超过70km 的石榴石橄榄岩稳定区。

大兴安岭诺敏河石榴石橄榄岩捕虏体的发现及其地质意义

在重力梯度带北端的大兴安岭诺敏河第四纪火山岩中发现石榴石相和尖晶石相地幔橄榄岩捕虏体,其矿物组成分别为Ol40～55Opx20～35Cpx0～10Grt5～25和Ol45～65Opx30～40Cpx0～15Sp0～10。两种地幔相橄榄岩均以方辉橄榄岩为主,说明研究区上地幔具有难熔的特点。其高Mg#橄榄石Fo91～92和高Cr3#1～47尖晶石特征与南区哈河的地幔橄榄岩特征一致。在橄榄石含量与Fo图解上,敏河橄榄岩包体落在太古代和元古代地幔区域,揭示大兴安岭地区岩石圈地幔可能保留了较多古老的残余地幔。根据石榴石橄榄岩的平衡温压条件(1114～1168℃和2.14～2.33GPa),推测来源深度为70～75km。这些数据暗示研究区具有较高的地温梯度,与中国东部新生代火山岩区的地温梯度相似。

大别山碧溪岭石榴石橄榄岩-榴辉岩高压变质作用的年代学研究

1 岩体地质及岩石学和地球化学碧溪岭石榴石橄榄岩-榴辉岩体是大别山超高压变质带中含柯石英榴辉岩或含微粒金刚石榴辉岩体中最大者,其面积略大于1km^2,平面略呈浑圆状.岩体与大别群花岗质片麻岩构造接触,其间可见宽十余米的糜棱岩带.糜棱岩中钾长石的多重扩散域构造-热年代学研究结果表明,它们是在165Ma时经快速抬升进入到相当于350℃左右的地壳水平,直到102～97Ma时又一次抬升定位于现今的位置.碧溪岭岩体是一个以榴辉岩为主(占90%以上)的镁铁-超镁铁岩体,超镁铁岩类包括有石榴石橄榄岩、石榴石橄榄二辉岩,榴辉岩可分出石英榴辉岩(包括蓝晶石榴辉岩)、铁钛榴辉岩、高镁榴辉岩(包括斜方辉石榴辉岩)三类,而以石英榴辉岩占优势.在剖面上,石英榴辉岩与高镁榴辉岩或铁钛榴辉岩可以呈互层出现.

中国大陆科学钻探工程主孔石榴石单辉橄榄岩的岩石化学研究

中国大陆科学钻探工程主孔石榴石橄榄岩产出于603.20～683.53m之间,主要为石榴石单辉橄榄岩,内部还见有巨晶状角闪石岩(曾经是岩脉)和榴辉岩与橄榄岩之间厘米级的方辉辉石岩.石榴石橄榄岩多数含有钛斜硅镁石.从其内部所夹的榴辉岩条带可知,橄榄岩发生过褶皱等构造变形作用.其围岩和内部夹层榴辉岩中的锆石中舍柯石英的事实可能表明岩体经历过超高压变质作用.石榴石橄榄岩的主要造岩矿物橄榄石的Fo端员低(0.82～0.86)、全岩岩石化学的低Mg#值(77.26～85.07)和高易熔元素以及低于典型阿尔卑斯型橄榄岩的(Mg+Ni)/(Fe+Mn)比值,意味着该石榴石橄榄岩体的原岩为岩浆固结成因.石榴石橄榄岩的稀土元素总量低,配分型式有LREE富集型((La/Lu)N比值为9～16.6)、LREE适度富集型((La/Lu)N比值为1.47～8.22)和LREE亏损型或平坦型((La/Lu)N比值为0.62、1.19～1.92)三种,并构成从亏损或平坦型到富集型的韵律,反映了结晶分异的特点.微量元素蛛网图上,石榴单辉橄榄岩微量元素的丰度总体上低于N-MOBB的丰度.Cu、Ni和MgO的判别图表明,石榴石橄榄岩的原岩岩浆的固结成岩时期主要为镁铁质矿物的分离结晶作用而硫化物不是重要的矿物相.Ti和P的剧烈变化表明了有磁铁矿和磷灰石的堆积作用.微量元素判别图表明岩体受到了明显的地壳物质混染作用.铂族元素丰度总量低,其丰度分布型式图表明原岩岩浆的部分熔融程度高,而且元素的判别图表明岩浆具有S不饱和特点.硫化物残留在地幔中而使得岩浆中PGE相对Cu、Ni亏损,在Ni-PGE-Cu图上呈总体上的凹形分布.同属PPGE的Pt比Pd所显示的更高的相容性也表明了岩浆中S的不饱和特点.而Ir的负异常可能说明原始岩浆在侵入前的分离结晶作用其间发生了Ir的结晶析出,或者是在地幔部分熔融时Ir残留在地幔残留体中.因此,主孔石榴石橄榄岩的原始岩浆是上地幔适当部分熔融程度的产物((Pd/Ir)N≥1),可能在源区有硫化物的残余而造成了PGE相对Cu、Ni亏损而在Ni-PGE-Cu图上呈总体上的凹形分布.后S不饱和的岩浆经历分离结晶作用而造成了Pt相时于Pd亏损的特点.

在迟家店石榴石二辉橄榄岩的橄榄石中发现自然铁及其意义

通过高分辨电子显微镜研究,发现在山东荣成迟家店石榴石二辉橄榄岩的橄榄石中除钛铁矿和磁铁矿出溶物外。还有一种矩形出溶物,长为20μm、宽为5μm,能量损失X射线分光谱(XEDS)分析矩形物的成分为Fe。选区电子衍射花样计算表明该矿物与和JCPDS中的标准矿物自然铁-α和自然铁-γ衍射数据一致。根据自然铁的化学成份推断橄榄石中自然铁-α和自然铁-γ的形成温度范围为490～900℃,压力不超过8.2GPa,并讨论了自然铁与深源地幔流体作用。

铬尖晶石和石榴石的相变:大陆科学钻探CCSD-PP3孔超镁铁岩超高压变质作用的证据

PP3超镁铁岩主要岩石类型有纯橄岩和石榴石橄榄岩，两者为渐变，主要矿物为橄榄石、铬尖晶石、石榴石、单斜辉石和斜方辉石．铬尖晶石的Cr^#[Cr／（Cr＋Mg）×100]从51～89变化，TiO2和MnO2值分别低于0．26％和0．46％．铬尖晶石矿物表现为4期次演化的特点，反映了从岩浆期、榴辉岩相、角闪岩相和绿片岩相演化特征．随着超镁铁岩的演化，铬尖晶石表现为Cr^#不断增大，而Mg^#[Mg×100／（Mg＋Fe^2＋）]不断减少、氧逸度不断增加的过程．PP3铬尖晶石反映了地幔来源，为大陆岩石圈超镁铁岩特征，后期随折返而演化．从石榴石与铬尖晶石相互转变过程看出，PP3超镁铁岩经历了深度加大的过程，超镁铁岩曾经到达100km以上的岩石圈地幔深处．在绿片岩相一绿片角闪岩相变质过程中，铬尖晶石中Cr、Mg和～减少，Fe相对增加，产生富cr尖晶石变质作用样式．晚期剪切变形等次生变化影响了铬尖晶石矿物成分。

金云母尖晶石二辉橄榄岩、石榴石二辉橄榄岩包体在汉诺坝玄武岩中首次发现

河北张家口以北的崇礼至尚义一带分布着面积约1700平方公里的中新世玄武岩(即汉诺坝玄武岩),其岩性以硷性橄榄玄武岩、橄榄玄武岩和拉斑玄武岩为主,在硷性橄榄玄武岩中往往含有一定的、有时是十分丰富的深源捕虏体(亦称岩球和包体),后者多呈大小不等、形态各异、次园至次棱角状的岩石或矿物块体星散于各种产出状态的硷性橄榄玄武岩中。包体成分复杂,直接和间接来自上地幔的可达廿三种之多(表1)。

亏损上地幔中的富钾熔体和碳酸盐交代作用:来自CCSD预先导孔橄榄岩的地球化学证据

中国大陆科学钻探工程预先导孔(CCSD-PP1)打在苏鲁超高压变质带芝麻坊超镁铁岩体上,钻孔穿透超镁铁岩体115m.超镁铁岩体由二辉橄榄岩、方辉橄榄岩和少量单辉橄榄岩和纯橄岩组成,与上下围岩接触的橄榄岩被强烈蛇纹石化.多数橄榄岩含有石榴石或其假象,普遍含有金云母和菱镁矿,少量样品中有钛斜硅镁石.在化学成分上,橄榄岩的Mg#指数变化于90.3~92.6之间,MgO含量(36.61%~49.15%,平均45.17%)与Na2O(0.01%~0.25%)、Al2O3(0.07%~3.71%,多数<2.0%,平均1.46%)和CaO(0.12%~2.53%,一个高达3.30%,平均1.00%)呈负相关关系.与主量易熔元素相对亏损的特点相反,橄榄岩中显示了稀土元素富集、分馏和配分曲线显示近于平行和相似的特点,(La/Lu)N比值为3.18~33.05;此外,多数样品具有高Ba(最高比原始地幔高100多倍)含量,在蛛网图上显示Rb、Nb、Ta、Zr、Hf和Sr的负异常,Ti/Eu比值均低于1300.岩相学特征和难熔主量元素与不相容元素之间的无相关性表明橄榄岩至少受到了形成金云母和菱镁矿的2次交代作用.富含金云母的橄榄岩(例如C25-143-61,C32-149-71)具有富钾趋势,并且显示K2O与Rb、Ba和Th等大离子亲石元素的正相关关系,未见K2O和稀土元素、Sr和Ca之间的相关关系.这些特征表明橄榄岩被含水、硅铝质碱性熔体交代,之后又被高Ba低Rb和高场强元素的镁质(菱镁矿)碳酸岩熔体交代,并且强烈地改变了Ba的丰度和显示了特定地幔碳酸盐的稀土元素配分型式.全岩具有不均一的高放射性Sr(87Sr/86Sr=0.7084~0.7201)和低放射性Nd(εNd(t)=-1.14^-8.55)组成,结合已有的氧同位素研究资料,表明预先导孔PP1中的橄榄岩所代表的地幔可能在早期就遭受了来自深部的介质的交代作用.

雷琼地区晚新生代玄武岩地球化学:EM2成分来源及大陆岩石圈地幔的贡献

对雷琼地区21个晚新生代玄武岩样品的主量、微量元素和Sr、Nd、Pb同位素分别用湿化学法、ICP-MS和MC-ICPMS进行了测定。这些玄武岩主要为石英拉斑玄武岩,其次为橄榄拉斑玄武岩和碱性玄武岩。大多数样品的微量元素和同位素成分与洋岛玄武岩(OIBs)相似,而且随着SiO_2不饱和度增加,不相容元素含量也增加。除R4-1可能受到地壳混染外,其他样品相对均一的Nd同位素(ε_(Nd)=2.5～6.0)以及变化明显但范围有限的Sr同位素(0.703106～0.704481),可能继承了地幔源区的特征。^(87)Sr/^(86)Sr与^(206)Pb/^(204)Pb的正相关和^(143)Nd/^(144)Nd与^(206)Pb/^(204)Pb的负相关特征暗示DM(软流圈地幔)与EM2(岩石圈地幔)的混合。地幔捕虏体的同位素特征暗示EM2成分不可能存在于尖晶石橄榄岩地幔,而La/Yb和Sm/Yb系统表明岩浆由石榴石橄榄岩部分熔融产生,这意味着EM2成分可能存在于石榴石橄榄岩地幔。雷琼地区玄武岩的地球化学变化可以用软流圈地幔为主的熔体加入不同比例石榴石橄榄岩地幔不同程度熔融产生的熔体来解释:碱性玄武岩和橄榄拉斑玄武岩是软流圈熔体与石榴石橄榄岩地幔较低程度(7%～9%)熔融体混合,而石英拉斑玄武岩是软流圈熔体与石榴石橄榄岩地幔较高程度(10%～20%)熔融体的混合。

大陆伸展盆地岩浆与伸展作用的定量关系分析及其初步应用

通过对无水石榴石橄榄岩地幔的绝热减压部分熔融模型进行详细的数学推导,本文建立了准确的数学表达式以定量描述伸展因子、地幔部分熔融系数以及熔融体厚度之间的动力学关系。在详细的地球化学研究基础上,认为软流圈的部分熔融是济阳坳陷新生代火山岩的来源,并利用该模型对济阳坳陷新生代伸展裂陷阶段形成的熔融体厚度进行了预测,取得了与深部地球物理探测较为接近的结果。认为中下地壳中赋存的高导低速体是软流圈熔融体释放气体后聚集的结果,是盆地内分布的火山岩的直接源区。

苏鲁芝麻坊超镁铁岩的岩石成因:大陆科学钻探卫星孔(CCSD-PP1)岩心研究

苏鲁超高压变质带（UHP）中的芝麻坊超基性岩体是一个不寻常的地幔岩块，由高度亏损的橄榄岩组成，因地幔交代作用而富集REE和LILE．岩体由交替出现的石榴石橄榄岩和不含石榴石橄榄岩层组成．2种类型的岩石具有许多共同的成分特征，并在相同的温压p-T条件下形成．岩石记录了数期地质事件，但没有进变质作用的证据．平衡矿物对计算出的p-T条件为6～7GPa．发生在中元古代的部分熔融的差异造成了互层状的2种岩石类型．橄榄岩中锆石220Ma的U—Pb同位素年龄记录了扬子板块和北中国板块碰撞，但此年龄也许并不代表岩石UHP变质峰期的年龄，而可能记录了俯冲带中地幔楔的碎块从深部折返时的年龄．我们认为石榴石可能不是由于俯冲变质作用形成，有可能是岩石从地幔深部上升过程中从斜方辉石中出溶而成。

鲁苏榴辉岩套的特征及其动力学演化

鲁苏榴辉岩套以广泛分布各类榴辉岩、密切伴生石榴石橄榄岩、石榴石麻粒岩等高压岩石组合 ,普遍发育韧性变形带 ,大量出露燕山晚期碱性花岗岩及深源脉岩为特征。它已经历三迭纪早期华南陆块与华北陆块的碰撞事件、大陆逆掩推覆构造事件及后期白垩纪早期开始的大陆伸展构造事件 ,是我国华南陆块与华北陆块之间的重要过渡单元。