变质石榴石的成分环带与变质过程

介绍了石榴石成分环带 (剖面 )的现代测试技术 ,强调了二维成分填图在当代成分环带研究中的重要性。根据石榴石成分环带 (剖面 )的变化特征 ,将其划分为匀变连续型成分环带和突变间断型成分环带。匀变连续型环带形成受平衡生长控制 ;突变间断型成因复杂 ,其中的台阶型可与多期变质、变质条件大幅度改变、变质反应性质改变或深熔作用干扰等过程有关 ;脉冲型又可分生长型环带(剖面 )和扩散型环带 (剖面 ) ,后者是变质顶峰后石榴石与包体矿物反应导致石榴石某种成分的晶内扩散有关。东昆仑小庙岩群石榴石的岩相学、主量微量元素环带和稀土元素配分环带特征表明其是两期变质作用的产物。

松树沟榴闪岩中的石榴石和角闪石成分环带特征及岩石变质过程

陕西商南松树沟超镁铁质岩体周缘的榴闪岩中的石榴石和角闪石保存着良好的成分环带．这些成分环带及其矿物世代的成分变异表明，榴闪岩经历了区域绿片岩相和高压角闪榴辉岩相两期变质作用．高压变质作用的Ｐ－Ｔ趋势呈特征的发荚型轨迹，这种样式的Ｐ－Ｔ轨迹可为晋宁期间秦岭带局部存在板块构造体制提供重要的变质作用证据．

山东蓬莱金矿黄铁矿成分环带的成因及成矿意义

蓬莱金矿位于胶东半岛北部 ,是一个中型热液型脉状金矿。利用分析型高分辨电子显微镜 ( JEM- 2 0 0 0 FX)并配以能谱仪 ( EDS)对主要的载金矿物黄铁矿进行微区分析 ,发现成矿阶段黄铁矿晶体内部 Fe、S等成分呈环带状分布。本文从耗散结构理论出发 ,初步探讨黄铁矿内部成分环带的成因 ,并论述了它的成矿意义。

苏鲁超高压榴辉岩的石榴石生长成分环带及变质作用P-T轨迹

在南苏鲁东海地区,部分超高压榴辉岩中的变斑晶石榴石具有复杂的生长成分环带和多期矿物包体组合,它们记录了超高压变质岩的多阶段变质演化过程,即绿帘角闪岩相进变质、柯石英榴辉岩相峰期变质、石英榴辉岩相和角闪岩相退变质作用。运用相关的地质温、压计,使用代表最高变质温度的变斑晶石榴石幔部(具最低的Fe／Mg比值)和与其平衡的绿辉石包体成分,获得了>900℃和4．1-4．5GPa的超高压变质条件。联合其他变质阶段的温、压条件,一个顺时针的变质作用P- T轨迹得以建立。它的特征是进变质与退变质路径近于平行,早期退变质作用为降温、降压过程。榴辉岩石榴石生长成分环带的保存说明超高压变质岩在峰期变质阶段有非常短暂的停留时间,并以很快的折返速率抬升到地壳浅部。超高压变质岩折返过程中的明显降温是石榴石生长环带得以保存的另一个有利条件。

内蒙古卓资孔兹岩系中石榴石成分环带及其在温压估算中的应用

内蒙卓资出一了大面积太古宙矽线石榴黑云二长片麻岩，其中石榴石的Ｍｇ、〈Ｆｅ〉、Ｍｇ／（Ｍｇ＋Ｆｅ）等呈明显的环带特点。研究表明，石榴石既存在生长环带，也具有扩散环带。其成分环带与石榴石生长过程和变质条件有关。不同成分环带的热力学计算，可以确定变质作用过程中不同阶段的温压条件。

阿尔金西段榴辉岩中石榴石的成分环带及其动力学意义

阿尔金西段的榴辉岩为中温高压变质岩 ,并经历了角闪岩 (至麻粒岩 )相退变质作用 .在形成于榴辉岩相的石榴石变斑晶中保存复杂的成分环带 ,它记录了榴辉岩多阶段变质作用P T轨迹和具降压升温特征的早期退变质过程 .这些证据均表明榴辉岩在峰期和早期退变质过程中的住留时间很短 。

拉萨地块中南部新生代超钾质岩中单斜辉石斑晶的环带成分研究

在青藏高原拉萨地块中南部的米巴勒、麦嘎乡、赛利普地区分布有新生代的超钾质火山岩,这些火山岩的斑晶中广泛发育单斜辉石正环带,其记录了超钾质岩浆的早期结晶历史。这些单斜辉石的正环带核部到边部Mg#和镁、铬的氧化物含量降低,而铁、钠、铝、钛的氧化物含量升高,它反映了岩浆正常结晶的顺序。米巴勒地区超钾质岩中的单斜辉石还出现反环带和少量的韵律环带,可能与该地区所发现的共生钠质过碱性火山岩有关,韵律环带揭示了其可能是相同成分的超钾质母岩浆从岩浆源区多次补给形成,而反环带则可能是与钠质过碱性火山岩岩浆存在一定程度的混合造成的。尽管三个地区超钾质火山岩的喷发时间稍不同,但是三地区的单斜辉石正环带核部成分基本相同,它们具有相似的Al-Ti值,指示出超钾质岩形成在相同的构造环境并具有相同的岩浆成因。

翡翠中钠铬辉石后成合晶与成分变异环带机理

翡翠中钠铬辉石是在变质作用高峰期与硬玉同时形成的变晶矿物，还是钠长石交代铬铁矿所形成的产物？就此争议问题，主要采用岩相学和EPMA分析测试技术，重点对矿物做相、显微组构及微区化学成分特征进行研究。研究表明，钠铬辉石主要是后成合晶形式取代或包绕翡翠中原生矿物铬铁矿，部分与硬玉相邻的铬铁矿经交代分解而形成销铬辉石+钙质钠铬辉石+钙铬榴石三层同心环状后成合晶域，并发育化学成分变异环带。由此显示了不平衡交代变质及应的多阶级性和复杂性。研究结果认为，变质作用高峰期后，铬铁矿与硬玉矿物粒间或晶内离子的扩散双交代与流体诊游交代的耦合作用，由剪切应力作用所致的晶粒破碎与晶内边缘份错密度的增大，是导致钠铬辉石等后成合晶及成分变异环带形成的主要缘由。

新疆西天山查岗诺尔铁矿床环带石榴子石和绿帘石的发现及意义

查岗诺尔铁矿是新疆西天山阿吾拉勒铁矿带内的重要大型铁矿床之一。矿体赋存在下石炭统大哈拉军山组安山质火山岩中,与普遍发育的石榴子石化、阳起石化和绿帘石化时空关系密切。石榴子石和绿帘石分属不同热液成矿阶段,它们均发育丰富的环带结构,具体表现为明显地颜色、干涉色、背散射图像及成分(FeO、Al2O3、SiO2、MnO、TiO2)等差异性。石榴子石具有2个世代、3个类型。早世代石榴子石(Grt1和Grt2)产于块状石榴子石-磁铁矿蚀变岩,呈褐黄色,粒度较细,发育核-边结构,呈非均质性,显示异常干涉色,其核部(Grt1-c)均匀相对富钙铝榴石(Gro51-53And41-43Spr4-8),而边部(Grt1-r)发育振荡成分环带,总体相对富钙铁榴石(Gro18-35And60-77Spr4-6);Grt2核部(Grt2-c)呈均质性,为钙铁榴石(And99-100Spr0-1),边部显异常干涉色,发育振荡成分环带,为钙铝铁榴石(Gro34-54And38-61Spr6-9)。晚世代的石榴子石(Grt3)以细脉状或角砾胶结物形式分布,呈红褐色,自形粗粒结构,显非均质性,发育振荡成分环带,端员组分总体以钙铁榴石为主,次为钙铝榴石(Gro27-43And50-68Spr3-8)。石榴子石结构和元素含量变化表明,早期石榴子石形成于弱氧化-氧化、中性-碱性流体体系,其中向边部生长过程,由于新注入流体以及周期性压力汇聚和释放,体系的氧逸度、pH值呈振荡变化;晚期石榴子石形成于弱氧化、弱碱性、动荡的开放流体环境。绿帘石发育3个世代(Ep1、Ep2和Ep3)。Ep1发育核-边结构,核部(Ep1-c)均匀无环带,XFe值(XFe=Fe3+/(Al+Fe3+),原子比值)为0.19~0.21,w(MnO)为0.05%~0.18%,w(TiO2)为0.10%~0.12%,生长边(Ep1-r)多发育振荡环带,XFe值为0.26~0.29,w(MnO)为0.01%~0.14%,w(TiO2)为0.19%~0.26%。Ep2沿Ep1-r边缘生长,不均匀且经历了溶解-再沉淀过程,XFe值为0.15~0.20,w(MnO)为0.42%~1.19%,w(TiO2)为0.02%~0.07%。Ep3呈柱状或不规则粒状交代Ep2、贴近或穿切Ep1-r生长,较均匀、无环带结构,XFe值为0.28~0.37,w(MnO)为0.12%~0.77%,w(TiO2)为0.02%~0.10%。绿帘石成分变化表明,从Ep1-c到Ep1-r,到Ep2,再到Ep3,流体体系氧逸度经历了先增加,后降低,再升高的变化过程。同时,流体成分也在变化,先从相对贫Ti和Mn向相对富Ti贫Mn演化,而后又变为富Mn贫Ti。因此,在热液磁铁矿矿化阶段,查岗诺尔铁矿的成矿热液的物理-化学环境是不断变化的。研究显示,石榴子石和绿帘石结构和成分研究可以刻画热液成矿系统的流体演化历史。

冀西北姚家庄超镁铁岩-正长岩杂岩体中辉石的环带特征及意义

冀西北姚家庄存在一套晚三叠世的超镁铁岩-正长岩杂岩体,岩体内发育具有环带特征的单斜辉石。辉石的环带有两种:简单环带和复杂环带。简单环带一般为正环带,辉石核部的MgO和Cr2O3含量高,Si O2、Fe O和Na2O含量低;边部的主要氧化物含量与核部刚好相反。简单正环带可以分为两类,其中核边接触带平滑、由核到边化学成分具有渐变特征的正环带辉石可能是岩浆在分离结晶或地壳混染过程中形成。而核边接触带有熔蚀结构、由核到边化学成分突变的正环带辉石可能是早期结晶的辉石颗粒受到晚期低镁岩浆的溶蚀改造而成的。复杂环带具有核-幔-边结构,其中,核部低镁高铁、幔部高镁低铁、边部与核部相似,但其Mg#更低,这些特征暗示了岩浆混合作用的存在,形成辉石核部的母岩浆可能来自富集的岩石圈地幔,幔部高Mg#的特征指示了软流圈地幔物质的贡献,其边部低Mg#的特征则指示了地壳物质的加入。具有韵律环带的复杂辉石是在岩浆多期侵入的过程中形成的。辉石环带的组成特征表明,姚家庄杂岩体是由岩浆多期侵位形成的,后期侵入的岩浆与前期就位的岩浆不断反应,形成了具有多种不同环带特征的辉石,并最终形成了空间上由外到内依次为辉石岩、辉石正长岩和正长岩的环状杂岩体。结合前人的研究成果,推测形成姚家庄岩体的岩浆主要来源于富集的岩石圈地幔,并由少量地壳组分和软流圈物质的贡献。

太行山北段浮图峪矿田石榴子石环带特征研究

位于华北克拉通中部太行山北段的浮图峪矿田由七个中小型矽卡岩型铜铁矿床和木吉村大型斑岩铜（钼）矿组成。石榴子石是浮图峪矿田矽卡岩型矿床的主要矿物，与矿化关系密切，是展开浮图峪矿田成因研究的一个重要切入点。本文对其中四个典型矽卡岩型矿床中与矿化密切相关的石榴子石进行野外地质调研、岩相学特征研究，运用电子探针分析石榴子石环带的化学成分。研究结果表明，石榴子石成分属钙铁-钙铝榴石系列；从晶体核部到边缘，钙铁榴石与钙铝榴石呈韵律式变化，总体上钙铁榴石组分的质量分数（78.1%-86.2%）大于钙铝榴石（12.91%-16.61%）。根据石榴子石的环带结构及其成分特征，认为石榴子石是在弱酸、较低温度和相对氧化的环境中生成的，指示成岩成矿流体温度、pH、氧逸度和盐度均在不断地发生变化，说明石榴子石不是在一个完全封闭的平衡条件形成的，暗示流体的多期多阶段性，这是矽卡岩型矿床富集金属的前提条件和重要因素。

Gibbs法在环带角闪石中的应用

Gibbs法就是一种利用变质矿物的成分环带定量的计算变质岩的P-T演化规律的方法.本文以在丹凤群采集的样品做分析。

信阳-舒城断裂带西段石榴云母片岩中石榴石的矿物学特征及其构造意义

桐柏山地区信阳—舒城断裂带西段石榴云母片岩中石榴石变斑晶保留了较多岩石形成过程中的变形—变质信息,它真实地反映了中国南北两大板块缝合带的形成条件和演化历史。石榴石探针成分分析结果表明其属于铁铝榴石,反映出经受中级区域变质作用的特征。在Nadi石榴石成分与变质带的关系图上主要投影在略偏石榴石带的蓝晶石带内,显示岩石遭受了绿帘角闪岩相一角闪岩相的变质作用。石榴石环带成分特征显示该岩石经历的是递进变质作用,变质环境先是持续地升温升压,中期有两次不同步的短暂降温压过程,最后又经历了热松驰环境的增温减压过程,没有遭受到明显的退变质作用。透射电镜观察石榴石的位错主要是自由位错和位错壁,自由位错密度p=6.14×10~8/cm^2,位错特征反映的是中温偏高条件下的塑性变形。石榴云母片岩的形成条件估算为562℃～617℃,压力为(0.77～1.02)GPa。

秦岭造山带武关杂岩石榴黑云片岩的变质作用P-T轨迹与构造意义

秦岭造山带是华北板块与华南板块长期汇聚的产物。该造山带以商南-丹凤缝合带为界分为早古生代的北秦岭造山带和晚古生代-中生代的南秦岭造山带。武关杂岩位于南秦岭造山带的北缘,被认为是一套形成于弧前盆地的杂岩,原岩沉积时代为泥盆纪-早石炭纪,经历了晚石炭纪变质作用。本文对武关杂岩的石榴黑云片岩进行了岩石学研究。该岩石主要由斜长石、石榴石、黑云母和石英组成,含少量白云母、金红石和钛铁矿。变斑晶石榴石具有明显的生长成分环带,其核部以MgO含量增加和MnO降低为特征,幔部FeO含量逐渐增加,MgO、CaO和MnO逐渐减少,而在边部CaO明显升高,MgO、FeO和MnO含量不同程度降低。相平衡模拟和温压计计算结果表明,石榴黑云片岩具有复杂的顺时针P-T轨迹,早期进变质阶段(M1)为升温升压过程,峰期条件为~695℃和~8.3kbar,变质矿物组合为石榴石(核)和所含的黑云母、斜长石、石英及钛铁矿包裹体;中期退变质阶段(M2)是降温降压过程,达到~615℃和~6.2kbar变质条件,变质矿物组合是石榴石(幔)和包含的黑云母、斜长石、石英、白云母和钛铁矿包裹体;晚期是以近等温升压为特征的进变质过程(M3),达到~620℃和~9.1kbar条件,变质矿物组合为石榴石(边)和基质矿物黑云母、斜长石、石英、白云母和金红石。M1和M2阶段的构造了一个"发夹状"的顺时针P-T轨迹,为俯冲带变质作用典型特征,表明岩石经历了早期俯冲和后来的折返过程。而以显著增压为特征的晚期进变质作用(M3)很可能表明岩石经历了又一期俯冲作用。因此,本研究表明武关杂岩中的石榴黑云片岩很可能处于俯冲通道之中,经历了多旋回俯冲与折返过程。

东疆哈尔里克变质带中石榴子石的特征

石榴子石为东疆哈尔里克变质带中的常见矿物。从外形上可分为两种类型 ,一种是晶形发育较好的石榴子石 ,为断裂区域变质作用形成 ;另一种是破碎状、裂纹发育的石榴子石 ,为早期热变质作用形成 ,呈残留状出现。二者在空间上共存。对于晶形较好的石榴子石的化学成分研究表明 ,石榴子石发育生长环带 ,在晶体粒径与核部MnO的含量之间存在着相关关系。其峰期MnO的含量反映了递增变质带变质温度变化的趋势。

江西九瑞矿集区南港成矿远景区煌斑岩中辉石矿物成分特征与岩浆演化过程

九瑞矿集区隶属于长江中下游铜-铁-金成矿带,该矿集区内主要发育有武山、城门山、洋鸡山、丁家山等大中型铜金多金属矿床。区内的南港成矿远景预测区位于横立山-黄桥向斜的南翼,地质条件与该向斜北翼的武山铜矿基本一致。本文以南港地区发现的煌斑岩为研究对象,对其中的辉石进行了详细的岩相学和电子探针成分分析工作,来探讨煌斑岩的演化过程及岩石成因。测试结果显示,南港煌斑岩中的辉石,具有高Ca、高Mg,低Ti,贫Al、贫Fe的特点。斑晶中的辉石属于透辉石和普通辉石,基质中的辉石则属于普通辉石。辉石斑晶的viAl和Na2O含量很低,指示其形成压力较小。由早到晚从斑晶到基质,辉石向着富铁富钙的方向演化。辉石发育有反环带及韵律环带,显示在岩浆房中可能受到过岩浆混合作用的影响。辉石的矿物化学特征指示南港煌斑岩属碱性岩石系列。

云南南秧田与福建丁家山白钨矿成分特征对比研究

通过云南麻栗坡南秧田矿段和福建尤溪丁家山矿区两地白钨矿的成分特征对比研究,寻找异同点并反演形成环境。利用电子探针对两地的白钨矿进行原位分析,发现南秧田矿段中的白钨矿基本不含Mo,而丁家山矿区的白钨矿普遍含Mo,Mo均以类质同象形式置换W,并在丁家山矿区发现由Mo含量变化引起的白钨矿规则成分环带。分析认为,南秧田白钨矿是在中高温氧化条件下形成,且成矿流体中Mo含量很低。而在丁家山矿区发现白钨矿环带结构,表明丁家山白钨矿的形成经历了温度逐渐降低、氧化环境变为还原环境、成矿流体中Mo含量从低到高的变化。

大陆俯冲带超高压变质岩石中石榴石的环带和多阶段生长

石榴石是超高压变质岩中的主要组成矿物,其主要元素成分环带记录了变质过程中温度、压力条件以及化学组成等重要信息,微量元素环带既可以记录变质过程中物理化学条件的变化,还可以指示石榴石形成时共生矿物组合的变化.对大别-红安造山带超高压变质榴辉岩和片麻岩中石榴石的研究发现,大部分石榴石都保存了复杂的主量元素和微量元素环带,以及不用类型的矿物包裹体,揭示了在大陆深俯冲和折返过程中,石榴石存在多期次生长或重结晶,为研究超高压寄主岩石的温度和压力以及化学演化历史提供了重要依据.

内蒙古乌拉山地区石榴子石花岗岩中石榴子石转熔成因的显微结构及矿物学证据

内蒙古乌拉山地区石榴子石花岗岩内发育大量石榴子石,这些石榴子石中保留着寄主岩石的变质演化历程的重要信息,故明确其成因类型至关重要。前人虽提出其为转熔成因,但未能提供充分证据证明。对此,本文对研究区深熔石榴黑云片麻岩以及石榴子石花岗岩内的石榴子石进行了岩相学以及矿物学研究。结果显示,在野外露头上,低度深熔石榴黑云片麻岩→中度深熔石榴黑云片麻岩的脉体/石榴子石花岗岩,石榴子石粒度逐渐增大,并且当岩石内的脉体小而少时不见粗粒石榴子石,脉体大而多时粗粒石榴子石发育,而石榴子石花岗岩内发育大量的粗粒石榴子石,此外脉体内的石榴子石粒度整体大于基体内的石榴子石粒度。在显微特征上,中度深熔石榴黑云片麻岩的脉体内的石榴子石和石榴子石花岗岩内的石榴子石晶形较差,形态各异,边界呈锯齿状,发育筛状变晶结构,并部分具有核部发育边部不发育的特点,基质内还具有逆反应结构以及斜长石堆晶体。矿物化学特征上,中度深熔石榴黑云片麻岩的脉体内的石榴子石和石榴子石花岗岩内的石榴子石以富Fe、Mg贫Mn、Ca为特点,不发育生长环带,与黑云母接触的石榴子石发育扩散环带,表现为TFeO曲线由中心向两边升高,MgO曲线由中心向两边降低,二者呈负相关。综合分析得出石榴子石花岗岩内的石榴子石是在变质深熔过程中,由固相变质生长至处于深熔熔体包裹状态下继续生长而成,这种石榴子石是转熔成因,为转熔矿物相(相当于残留矿物相),且中度深熔石榴黑云片麻岩的脉体内的石榴子石也具有相同成因,说明二者关系密切,为石榴子石花岗岩是石榴黑云片麻岩高度深熔的产物提供了有力依据。同时大量转熔型石榴子石保留在花岗岩内的现象说明研究区内的花岗岩并未经历长距离运移,故而未达到彻底的固液两相分离,进一步证明了其原地—半原地成因。

榴辉岩中石榴石矿物化学特征研究——以青海省丁叉叉山钛矿床为例

丁叉叉山钛矿位于青海省海西州乌兰县,构造位置属于柴北缘超高压变质带,处于柴达木板块和欧龙布鲁克微地块的夹持部位。文章通过野外实地调研、室内镜下观察和电子探针测试,结合背散射图像分析,对丁叉叉山钛矿中榴辉岩的特征矿物石榴石和其中的包体柯石英假象及长石类矿物进行详尽而系统的研究。结果表明,石榴石具有明显的成分环带特征。从核部到边部含量变化明显,其中电子探针分析CaO、FeO、MgO、MnO横跨在石榴石颗粒0~500μm处变化范围分别为9.114 wt.%~12.937 wt.%、20.541 wt.%~23.535 wt.%、5.91 wt.%~7.359 wt.%、0.25 wt.%~0.55 wt.%;在绿辉石颗粒中的含量变化区间CaO为:13.82 wt.%~14.897 wt.%,MgO为:8.785 wt.%~10.064 wt.%,Na2O为:4.601 wt.%~6.293 wt.%,FeO为:4.241 wt.%~5.433 wt.%。柴北缘丁叉叉山钛矿床中的石榴石的矿物成分环带、石榴石的矿物裂隙及其包体和矿物之间的存在状态,均证明了石榴石经由多期多阶段生长过程,也为金红石(钛的寄主矿物)、榍石及其他矿物的形成创造了条件。