滇中禄劝九龙巨晶方解石矿床地质特征与成因

滇中禄劝九龙方解石矿床是云南省规模最大的方解石矿床,以产出巨晶方解石矿为特点。本文在系统的野外地质调查和勘查评价基础上,分析了九龙巨晶方解石矿床的基本地质特征和控矿因素,探讨其成因。结果表明,区内方解石矿体呈层状、似层状及大脉状产于下二叠统茅口组(P1m)灰岩中,层控特点明显;成矿受围岩岩性和断裂的联合控制,开放空间后生热液充填交代成矿特点突出,属层控热液型矿床,新生代印度欧亚板块碰撞造山有关的陆内构造转换成矿可能是其关键机制。

昌乐地区新生代碱性玄武岩中刚玉、尖晶石巨晶岩相学、矿物化学特征

山东昌乐蕴含中国最大的宝石级刚玉—蓝宝石矿床。昌乐刚玉巨晶与玄武岩界限截然,边缘圆化,沿巨晶溶蚀圆化的边缘发育富铝的尖晶石和钛磁铁矿反应环边,显示其为深源捕虏晶的岩相学特征。对刚玉等巨晶及其反应边矿物进行岩相学、电子探针和LA-ICP-MS(Laser Ablation-Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry)分析能有效揭示其成因及演化历程。昌乐刚玉2组样品(CL-1和CL-2)矿物化学和关键元素特征及Ga/Mg、Cr/Ga、Fe/Ti、Fe/Mg等关键元素比值显示为岩浆型来源,而CL-2组样品明显叠加了后期熔体交代作用的特征。反应边尖晶石具刚玉巨晶向尖晶石巨晶过渡的成分特征,关键元素特征指示两者具强烈亲缘性,尖晶石巨晶是刚玉经历复杂交代作用的产物。昌乐刚玉呈现碱性熔体中结晶的化学成分特征,极有可能源于交代富集的地幔岩低度熔融形成的富铝的碱性熔体。

西伯利亚雅库特金伯利岩中四颗古老锆石巨晶的微量元素和Hf同位素特征——对区分金伯利岩中锆石巨晶的启示

金伯利岩中的锆石按照颗粒大小可以分为细粒锆石(一般小于200μm)和巨晶锆石(一般大于500μm)。前人的研究结果显示在金伯利岩中粒径较大的巨晶锆石的U-Pb体系在高温的地幔中一直保持着开放状态,直到寄主金伯利岩浆的喷发才使地幔锆石的U-Pb体系封闭,因此这些巨晶锆石是确定金伯利岩年龄的重要矿物之一。然而,近年来的研究表明,金伯利岩中还存在一些时代远老于金伯利岩年龄的锆石,也具有较大的粒径(以下称古老锆石巨晶)。它们的存在无疑影响了利用锆石U-Pb方法确定金伯利岩年龄的准确性。本文以西伯利亚雅库特(Yakutia)金伯利岩省中的四颗古老锆石巨晶为研究对象,通过形态学、年代学、微量元素和Hf同位素组成,讨论古老锆石巨晶的来源。同时,我们统计和对比了全球多个金伯利岩中能够确定金伯利岩年龄的锆石和古老锆石巨晶的形态学、U、Th含量和微量元素组成、Hf-O同位素等特征。研究结果显示,金伯利岩中的古老锆石巨晶的t_(DM)年龄和O同位素组成与可以用来确定金伯利岩年龄的锆石巨晶具有明显的差别。这些手段在未来的研究中可以用来区分可确定金伯利岩年龄的锆石巨晶和古老的锆石巨晶。

青藏高原可可西里及芒康岩区新生代火山岩中的长石及石榴子石巨晶

用Ｘ衍射分析、探针分析等方法，对可可西里和芒康岩区透长石和石榴子巨晶进行了研究。结果表明，可可西里粗安岩及芒康粗面英安岩中透长石巨晶内部光性均一，无环带和双晶，Ｘ光束见出溶条纹，矿物边部及核部成分变化很小，属高温极低有序度结构状态的钾透长石类型；石榴子石巨晶以Ａｌｍ和Ｐｙｒ为主要的二种端元组分，其结晶深度大约相当于中地壳。

东秦岭松树沟超镁铁质岩中辉石巨晶的成因和^(40)Ar-^(39)Ar定年及其地质意义

对东秦岭松树沟蛇绿岩残片中超镁铁质岩中的辉石巨晶化学成分的系统研究 ,表明其具有高压变质成因的特点 ;采用 4 0 Ar/ 39Ar快中子活化法得其高温坪年龄为 833.8± 4 Ma,等时线年龄为 84 8.2± 4 Ma。考虑到辉石对 Ar的封闭温度(6 2 0℃ )明显低于该岩片早期塑性变形变质温度 (≥ 80 0℃ ) ,因此该年龄不代表形成辉石巨晶的峰期高压变质时代 ,而代表了该岩体变质后初始抬升的冷却事件。这一年龄值与区内蛇绿岩中的镁铁质变质岩获得的变质年龄 (983± 14 0 Ma)在误差范围内大体一致 。

东天山红山Cu-Au矿床氧化带首次发现的副针绿矾巨晶及其多型针绿矾

一种艳丽的蓝紫色矿物巨晶在我国新疆哈密地区红山铜-金矿床氧化带中、上部大量出现,经详实的野外地质观察和室内测试,如 X-射线单晶及粉晶衍射测定、湿法化学分析、热分析、穆斯堡尔谱和红外光谱测试等,确认其为一罕见硫酸盐矿物—副针绿矾(Paracoquimbite,Fe_2(SO_4)_3·9H_2O),是继智利丘基卡马塔巨型斑岩铜矿区1935年报道后,在世界上的又一次发现,在我国尚属首次。该矿物晶体如此之硕大(单晶粒度可达8cm～12cm),远大于智利首次发现的晶体(1.95cm),在国内外和自然界亦堪称首例,与副针绿矾密切共生者为针绿矾,二者呈多型关系。本文副针绿矾湿法化学分析结果为(wt%):SO_3 42.55,Fe_2O_3 28.19,H_2O 28.72,CaO 0.02,MgO 0.01,Al_2O_3 0.03,Na_2O 0.02,总计99.54,其 XRD 特征谱线为:4.61(100),8.89(83),3.38(67);针绿矾湿法化学分析结果为(wt%):SO_342.31,Fe_2O_3 28.61,H_2O 28.98,MgO 0.01,Al_2O_3 0.01,总计99.92,其 XRD 特征谱线为:8.27(100),5.46(76),2.77(76)。红外光谱分析判定了不同基团及同一种基团在不同结构环境下振动模式或频率的差别。穆斯堡尔谱分析确定了副针绿矾和针绿矾中铁的氧化态、配位数以及结构中存在共价键(π键),其穆斯堡尔谱共有特征是四极矩分裂值较小,均由单一吸收峰组成。各种实验分析数据完全吻合,保证了副针绿矾和针绿矾研究的准确性和可靠性。在同一标本上连续切片,通过连续系统的电子探针分析,对针绿矾与副针绿矾互为多型的成因机理做了初步探讨。红山矿区氧化带中除与该矿物副针绿矾共生者外,尚有其它多种硫酸盐矿物亦为我国首次发现。目前上述诸多矿物已作为湿法冶铜及制酸工业的新型资源,副针绿矾巨大晶体的发现兼有一定的实用价值和收藏价值。

安徽铜陵地区中生代幔源岩浆底侵作用——来自矿物巨晶和岩石包体的证据

安徽铜陵地区中生代的岩浆岩岩体中产有多种矿物巨晶和岩石包体。笔者对产于曹山辉石闪长玢岩和鸡冠石花岗闪长岩中的辉石和角闪石巨晶及其堆积岩或堆积晶进行了详细的岩相学和矿物化学研究 ,并在此基础上估算了矿物平衡结晶的温压条件 ,讨论了安徽铜陵地区中生代幔源岩浆底侵作用问题。研究表明 ,铜陵地区大约在14 0Ma以前发生了碱性橄榄玄武质岩浆的底侵作用 ,辉石巨晶和角闪石巨晶及其堆积晶是由底侵的碱性橄榄玄武质岩浆在 2 8～ 33km深处的深位岩浆房中与下地壳发生同化混染作用形成的中基性岩浆经结晶分异作用形成的 ,而辉石堆积岩是由中基性岩浆在 19～ 2 1km深处的浅位岩浆房中与中地壳的浅变质岩系发生同化混染作用形成的中性岩浆经结晶分异作用形成的。

黑龙江穆棱新生代玄武岩锆石巨晶的微量元素及Hf同位素研究

穆棱古近纪(第三纪)碱性玄武岩位于郯庐断裂东北段分支敦化～密山深大断裂带的中北部,与吉林敦化、汪清,黑龙江镜泊湖、牡丹江等新生代火山岩一起分布于兴蒙造山带和太平洋板块俯冲带结合带上;本文利用电子探针、激光剥蚀等离子质谱技术(LA-ICP-MS)及多接收器电感耦合等离子体质谱仪(MC-ICP-MS)分析了来自玄武岩风化冲积物中锆石巨晶的主、微量元素及其Hf同位素组成。这些锆石巨晶具有明显的熔蚀结构,锆石电子探针分析其Zr/Hf比最高可达217,平均150,是目前东部新生代玄武岩锆石巨晶的最高值。它们具有相似的微量元素特征,具有明显的Ce正异常,富集重稀土和HFSE元素,锆石Hf/Y比值大多小于10,Th/U均小于1(一个数据例外),Yb/Sm为21～59。与岩浆锆石和变质锆石相比,显示过渡的特征;锆石^(176)Hf/^(177)Hf变化为0.283105～0.283151,ε_(Hf)变化在+11.8～+13.4之间,显示亏损地幔来源,反映锆石形成时岩石圈地幔主体具有"新生"的特征,表明岩石圈减薄或置换事件在东北地区东北部穆棱地区也同样存在。穆棱新生代碱性玄武岩有关锆石巨晶的成因特征与中国东部海南文昌、福建明溪及山东昌乐等地新生代玄武岩的锆石巨晶相同,可能与有下地壳物质参与的近期岩石圈地幔的交代作用有关。

福建明溪锆石巨晶中的斜锆石、锆石矿物包裹体及其成因启示

福建明溪是我国和火山岩有关的锆石巨晶的典型产地。通过对该地的锆石巨晶晶体形态及其包裹体的研究发现,福建明溪锆石巨晶四方柱明显较双锥发育,表面有熔蚀结构,内部结构均匀;锆石巨晶中发现的斜锆石包裹体和其它产地斜锆石相比具有贫大离子半径元素U,Th,Y,Zr Hf高的特点。巨晶中的锆石包裹体的拉曼光谱有两种不同类型,其中一类锆石包裹体的拉曼谱和变质及热处理锆石相似,说明锆石巨晶形成时曾经历过变质作用过程。锆石巨晶及其包裹体特征暗示锆石巨晶不是玄武岩结晶产物,和伴生的刚玉巨晶相比其来源可能更深,是壳一幔物质相互作用产物。

碱性玄武岩中长石巨晶的结构水:红外光谱和核磁共振谱研究

运用傅立叶变换红外光谱技术 (FTIR,红外区和近红外区 )和质子魔角旋转核磁共振技术 (1 H MAS NMR)对来自安徽女山、江苏盘石山和河北汉诺坝新生代碱性玄武岩中的 4个歪长石巨晶进行了观察 ,结果显示 ,这些巨晶含有结构水 ,主要以 H2 O的形式存在 ,其中 3个样品的结构水含量 (H2 O)分别为 40 5μg/ g,915μg/ g和 36 5μg/ g。这些数据和文献中已有的资料表明 。

内蒙古集宁新生代玄武岩中橄榄岩包体和巨晶的发现及意义

内蒙古集宁新生代玄武岩产于华北克拉通北缘,属于广义的“汉诺坝玄武岩”。首次在三义堂附近的碱性玄武岩中发现了大量的橄榄岩包体、辉石和长石以及少量的含钛磁铁矿巨晶。包体主要是尖晶石二辉橄榄岩,造岩矿物为橄榄石+斜方辉石+单斜辉石+尖晶石,辉石巨晶主要为透辉石和普通辉石,长石巨晶主要是歪长石和少量斜长石。1.5GPa条件下,尖晶石二辉橄榄岩样品所记录的平衡温度与汉诺坝相近,集中于950℃左右,大体上反映了华北克拉通北缘大陆岩石圈地幔尖晶石相部分的温度状态。单斜辉石巨晶的结晶温压大于幔源包体的平衡温压,表明巨晶的来源深度可能大于包体。包体的结构及矿物成分分析表明,这些包体是玄武质岩浆上升过程中偶然捕获岩石圈地幔的岩石碎块。二辉橄榄岩包体中橄榄石高Mg#值(89.5～91.7)和较高的NiO含量(0.29%～0.55%),暗示集宁玄武岩中的橄榄岩包体来自较高熔融程度的岩石圈地幔。

与碱性玄武岩有关刚玉巨晶的多阶段成因──包裹体的证据

分析山东昌乐与碱性玄武岩有关的刚玉巨晶不同部位的常量元素、稀土元素及包裹体组成 .刚玉巨晶的主体以大量流体—熔体包裹体、锆石、铌 (钽 )铁矿包裹体为主 ,而巨晶中的“晶核”部位则以大量的熔体包裹体为主 ,反映研究区的刚玉巨晶是在不同的阶段形成的 .刚玉“晶核”以及“铜皮刚玉”形成于熔体相为主的体系中 ,而主体刚玉则形成于熔体—流体过渡的急剧变化的不均一的地球化学环境中 .

山东昌乐刚玉巨晶中的流体和熔融包裹体及其流体组分特征

山东昌乐第三纪玄武岩中产有刚玉巨晶,内含丰富的原生和假次生流体包裹体和熔融包裹体。流体包裹体可分为CO2单相包裹体、H2O-CO2两相和三相包裹体。熔融包裹体类型复杂,其中富流体相包裹体可分为含CO2收缩气泡两相熔融包裹体和气-液-固多相熔融包裹体。诸类包裹体主要赋含在刚玉晶核外的“主体”部分,以CO2单相流体包裹体和两相熔融包裹体最为发育,并且不同类型包裹体常密切伴生,表明它们形成时流体发生了不混溶作用:出现熔浆相(富含挥发分)、气相(CO2为主)和富水相(H2O-CO2为主)等多相体系。激光拉曼分析结果显示,各类包裹体中的气体组分主要是CO2,另有不等量的N2和H2S,据此划分为纯CO2、CO2-N2、CO2-H2S和CO2-N2-H2S等气体组合类型,没有发现O2、CH4和H2等组分。此外,拉曼分析也证实了流体包裹体和熔融包裹体中存在H2O。上述资料表明,昌乐地区深部流体以CO2为主,同时包含H2O、N2和H2S在内的多种组分,这些流体组分也是刚玉母浆系统的重要成分。

山东昌乐与碱性玄武岩有关刚玉巨晶中锆石包裹体的发现及其意义

山东昌乐蓝宝石矿是我国最大的与新生代碱性玄武岩有关的蓝宝石矿床,但对其成因仍有不同的认识[1,2].本文根据昌乐刚玉巨晶中发现的锆石包裹体,探讨刚玉巨晶的成因.1 地质背景与山东昌乐蓝宝石矿床有关的碱性玄武岩的产出主要受沂沐断裂(郯庐断裂山东段)及其次级断裂——...

中国东部新生代玄武岩中巨晶矿物的地球化学

本文对安徽女山、河北汉诺坝和广东普宁碱性玄武岩中的单斜辉石和角闪石巨晶进行了主要元素、稀土元素、微量元天和Ｓｒ＿Ｎｄ同位素的综合分析。数据显示产出于３个研究区的单斜辉石巨晶有３类：Ａｌ普通辉石、透辉石和Ｆｅ＿Ｎａ透辉石。普宁地区的角闪石巨晶乃世界上罕见的绿钙闪石巨晶。女山和普宁的单斜辉石和角闪石巨晶是碱性玄武岩浆在幔源高压下的结晶产物；汉诺坝的单斜辉石巨晶既可以是碱性玄武岩浆又可以是拉斑玄武岩浆的高压结晶体。所有巨晶相对于寄主岩者属于偶然捕掳晶。巨晶的形成符合“流动结晶模式”。它们与共存的橄榄岩色体无成因上的联系，而与某些黑色包体可能存在同源性。

花岗岩中的钾长石巨晶:以南岭佛冈花岗质杂岩体中微斜长石巨晶为例

野外地质观察和岩石显微结构研究表明 ,佛冈花岗质杂岩体中微斜长石巨晶是岩浆结晶的产物 ,不是交代斑晶 ,也不是变斑晶。它们与基质中的微斜长石构成双峰式粒径 ,反映了岩浆的两阶段结晶历史。由于微斜长石是钾长石的低温变体 ,因此一种可能的机制是佛冈花岗质杂岩岩浆在侵位和基本固结后 ,冷却缓慢 ,使早结晶的正长石转变为微斜长石。此外 ,在新近的研究中 ,还发现了罕见的、但在佛冈花岗质杂岩体中为数不少的“十字”贯穿式双晶微斜长石 ,以及微斜长石巨晶的“环斑”和“珠边”结构。

山东昌乐新生代碱性玄武岩中的巨晶单斜辉石成因研究

山东昌乐新生代碱性玄武岩中除斑晶单斜辉石和基质单斜辉石外,还发育大量巨晶单斜辉石和同源斜方辉石捕掳晶。巨晶单斜辉石与玄武岩间发育复杂和简单两种类型的反应边。复杂反应边往往发育在颗粒较大的巨晶单斜辉石外围。复杂反应边可分为4个带:内部带、过渡带、外部带和边缘带,其中,内部带、过渡带和外部带均由具不同结构特征的单斜辉石+熔体+金属氧化物构成,边缘带为不含熔体和金属氧化物的干净的单斜辉石;内部带的单斜辉石具梳状构造,过渡带的单斜辉石具细密筛孔构造,外部带为具似砂钟构造的筛孔状单斜辉石。反应边中单斜辉石、熔体及金属氧化物的成分显示,只有内部带受到单斜辉石巨晶的影响,其余带均受玄武岩浆的制约。简单反应边往往发育在颗粒较小的巨晶单斜辉石外围。简单反应边仅发育不合熔体和金属氧化物的干净的单斜辉石。巨晶单斜辉石的反应边是巨晶与玄武岩浆间温度差造成的。在与玄武岩浆反应的过程中,大颗粒的单斜辉石巨晶需要较长的时间与玄武岩浆达到温度平衡,从而有足够的时间发育包含4个带的复杂反应边;反之,由于缺乏足够的反应时间,小颗粒单斜辉石巨晶的外围只发育不合熔体和金属氧化物的简单反应边。同源斜方辉石捕掳晶的成分与地幔二辉橄榄岩包体中的斜方辉石类似,其边部发育类似于Bowen反应(1956)形成的单斜辉石环边。在单斜辉石Al^v-Al~Ⅵ图解上,巨晶单斜辉石、二辉橄榄岩包体中的单斜辉石以及部分单斜辉石斑晶的核部,均位于较高压力的"麻粒岩和玄武岩中包体"区域,反应边中单斜辉石、基质单斜辉石以及绝大部分斑晶单斜辉石位于"火成岩"区域,说明部分斑晶单斜辉石核部来源于地幔二辉橄榄岩,属于捕掳晶。结合单斜辉石结晶压力的估算,笔者认为巨晶单斜辉石的成因模式为:来自软流圈的碱质基性熔体上侵到地幔岩石圈下部,结晶形成单斜辉石巨晶,后来该熔体携带巨晶单斜辉石与来自上地幔岩石圈、夹带大量二辉橄榄岩包体以及斜方辉石(和单斜辉石)捕掳晶的玄武岩浆混合,巨晶单斜辉石随混合后的碱性玄武岩浆上升、喷出地表。

安徽女山单斜辉石巨晶的地球化学

本文研究了安徽女山14个单斜辉石巨晶。它们属于铝普通辉石、透辉石和铁钠造辉石。主要元素、稀土和微量元素及同位素特征表明：它们是同一碱性玄武岩浆在幔源条件下不同程度结晶分异的产物，相对于寄主岩均属捕虏晶，可能自中生代即已开始形成。

山东昌乐玄武岩内刚玉巨晶中流体和熔融包裹体测温及激光拉曼密度分析

通过详细的测温并辅以新发展的激光拉曼分析流体包裹体密度技术,对山东昌乐玄武岩内刚玉巨晶中的流体和熔融包裹体进行了测试,鉴定出:刚玉中多类流体包裹体为富CO2包裹体,也含少量其他挥发分,密度低于0.55g/cm3(多数<0.3g/cm3)或位于0.65～0.75g/cm3范围,前者指示包裹体遭受泄漏;另外一类流体包裹体为富CO2盐水包裹体,也含少量其他挥发分,密度0.64～0.78g/cm3。各类熔融包裹体中,一类在1100～1300℃均一,另3类在1040～1280℃均一,但熔融包裹体中也有许多无法均一,是由于其内固体物质粘滞性高同时升温时间有限或富CO2相、富熔体相不均一捕获所致。以熔融包裹体最低均一温度(1000～1100℃)代表刚玉内包裹体的捕获温度,用"等容线法"限定包裹体捕获压力为350～640MPa,经静岩压力换算深度为12～23km,即中-下地壳深度。大量富CO2包裹体在测温过程中无法观察到相变行为,是鉴定昌乐刚玉的重要标志,而富CO2及含CO2盐水包裹体与熔融包裹体密切伴生及熔融包裹体不均一捕获的特点,反映捕获温压条件下深部流体和熔体存在不混溶现象,也表明昌乐刚玉形成于中-下地壳CO2过饱和的高温熔体环境。

华北晚中生代和新生代玄武岩中单斜辉石巨晶来源及其对寄主岩岩浆过程的制约：以莒南和鹤壁为例

本文对华北克拉通晚中生代和新生代碱性玄武质岩石中的单斜辉石巨晶进行了主、微量元素和Sr-Nd同位素的综合研究,发现晚中生代和新生代单斜辉石巨晶存在明显的主、微量元素和同位素组成上的差异。新生代单斜辉石巨晶有Al-普通辉石和次透辉石两类;而中生代单斜辉石巨晶只有Al-普通辉石。新生代单斜辉石SiO_2含量高、REE配分型式为上凸型、LILE和放射性元素含量高,并具有比寄主碱性玄武岩更亏损的Sr和Nd同位素组成;而中生代单斜辉石SiO_2含量低、REE配分型式为LREE富集型、LILE和部分HFSE以及放射性元素含量低,并具有比寄主碱性玄武岩稍富集的Sr和Nd同位素组成;巨晶的结构、矿物成分和地球化学特征,以及Mg-Fe在熔体与单斜辉石间的分配状况皆说明,新生代碱性玄武岩中单斜辉石巨晶是碱性玄武岩浆在高压下结晶的,因此二者是同源的;而中生代单斜辉石巨晶是被寄主岩浆偶然捕获的捕虏晶,是不同源的。华北新生代单斜辉石巨晶存在于碱性玄武岩和拉斑玄武岩中,它们具有比寄主碱性玄武岩更亏损的Sr和Nd同位素组成,说明即使是碱性玄武岩也不能完全代表软流圈来源的原始岩浆,其在上升过程中或多或少存在同位素组成富集的物质的混入。同时,拉斑玄武岩不是碱性玄武质岩浆直接结晶分异的产物,亦不是完全由部分熔融程度的不同造成的。拉斑玄武岩中存在岩石圈地幔物质的贡献或是岩浆房内碱性玄武质岩浆受地壳混染作用的结果。