拉萨地块林芝杂岩体含十字石石榴角闪岩的岩石学和变质过程研究

在拉萨地块林芝杂岩体中新发现的石榴角闪岩矿物组合为石榴子石、角闪石、十字石、绿泥石、斜长石、钠云母以及少量的钛铁矿和磷灰石。石榴角闪岩中石榴石核部富锰(Xsps=0.12~0.15)贫铁(Xalm=0.45~0.50)而石榴子石边部相对贫锰(Xsps=0.01~0.03)富铁(Xalm=0.60~0.65),表明石榴子石的核部和边部分别形成于变质作用两个不同阶段。从核部到边部,镁铝榴石升高而钙铝榴石降低,表现为进变质环带特征,这表明石榴子石核部形成于进变质过程。生长在不同的变质阶段的角闪石具有不同的成分特征,作为变质基性岩中罕见的富铝矿物,十字石的结构特征记录了不同变质阶段的信息,结合石榴石的成分和结构特征,为相平衡模拟研究其P-T演化过程提供了可能。我们利用Perplex相图模拟软件在Mn-NCKMASHO体系中模拟出该石榴角闪岩的视剖面图,利用石榴子石边部镁铝榴石和钙铝榴石含量等值线确定出石榴角闪岩峰期温压为:610~630oC,12×105~13×105k Pa,对应峰期矿物组合为石榴子石,角闪石,十字石和白云母。同时结合十字石保存的退变信息得到该石榴角闪岩经历了一个顺时针的变质演化轨迹。     

河北矾山超镁铁岩 正长岩杂岩体中黑云母的特征及其成岩指示意义

河北矾山超镁铁岩一正长岩杂岩体侵位于华北克拉通北缘,为硅不饱和过钾质碱性岩,起源于受古亚洲洋俯冲物质改造过的富集岩石圈地幔。矾山杂岩体侵位于晚三叠世,是华北克拉通北缘三叠纪碱性岩带的代表性岩体之一。本文利用电子探针(EMPA)和激光等离子质谱仪(LA-ICPMS)获得了该特殊岩浆体系下黑云母的主量和微量元素组成,并讨论了其成岩指示意义。矾山杂岩体各类型岩石中的云母均为黑云母,Fe/(Fe+Mg)为0.32~0.57,∑Al为1.179~1.375。黑云母成分记录石榴石辉石正长岩结晶时体系氧逸度LogfO_2=-12.5~-15,温度为680~780℃。矾山杂岩体的黑云母具有极低的稀土元素含量(小于0.100×10~(-6)~1.077×10~(-6)),对全岩稀土元素配分型式基本上没有影响。在微量元素组成上,黑云母是元素Rb、Ba、Nb、Ta、V、Cr、co和Ni的主要载体,其Sr、Zr、Hf、Y、Sc、Th和U的含量明显低于全岩。黑云母成分反映矾山杂岩体岩浆体系以富Fe、高氧逸度为特征,这可能是该杂岩体发育具有经济价值铁矿床的原因之一。     

俯冲的大陆岛弧--柴北缘片麻岩的地球化学和同位素证据

柴北缘早古生代高压—超高压变质带的片麻岩分为花岗质片麻岩和副片麻岩 ,花岗质片麻岩的原岩形成于新元古代 (90 0～ 10 0 0 Ma) ,岩石类型为英云闪长岩 -奥长花岗岩 -石英二长岩 -花岗岩 ,非活动性元素的特征类似于岛弧环境形成的花岗岩。副片麻岩的原岩可能为富铝的沉积岩 ,其稀土元素特征类似于 PAAS(后太古宙澳大利亚的平均页岩 )的稀土元素分布 ,非活动性元素的特征与大陆岛弧沉积岩的特征类似。根据花岗质片麻岩与副片麻岩的共生关系结合其地球化学特征推测它们的原岩形成于岛弧环境。鱼卡河花岗质片麻岩的εNd(t) =3.2 (t=1.0 Ga) ,TDM=1.3Ga,表明岩浆源区有大量起源于亏损地幔的初始地壳物质。而落凤坡、锡铁山、沙柳河的花岗质片麻岩与副片麻岩的 Sm - Nd同位素组成类似 ,εNd(t) =- 3.4～ - 7.3(t=1.0 Ga) ,TDM=1.8～ 2 .2 Ga,表明岩浆源区为先存的大陆地壳 ,两类片麻岩地球化学特征的相似性说明岩浆源区的成分类似于变质沉积岩的组成。这项研究说明柴北缘早古生代的深俯冲卷入了大量的大陆岛弧岩石。     

新疆萨尔托海铬铁矿中铂族矿物及硫化物特征

新疆萨尔托海高Al型铬铁矿中几乎不含原生的铂族矿物(PGM)和贱金属硫化物(BMS)包体,显示出成矿岩浆贫硫的特征。BMS多产于铬铁矿铬粒间裂隙、基质及蚀变环带中,主要以赫硫镍矿和针镍矿为主,其次为辉铜矿、砷镍矿、硫砷镍矿、毒砂等。PGM以包体产于BMS或铬铁矿粒间缝隙中,以硫钌矿(RuS2)为主,还包括硫锇矿(OsS2)、硫镍锇矿\[(Os,Ni)S2\]、硫钌锇矿\[(Ru,Os)S2\],锑钯矿(Pd5Sb2)和少量Cu、Pt、Au的硫化物。铬铁矿全岩ΣPGE含量50. 64×10-9~92. 00×10-9,较世界范围内蛇绿岩型铬铁矿低,且具有IPGE较PPGE富集的特点,PdN/IrN在0. 1~0. 9之间,具有Os相对Ir富集的特点。铬铁矿主量元素和原位微量元素显示出与菲律宾阿科杰高Al型铬铁矿以及MORB中尖晶石相似的地球化学特征。根据萨尔托海铬铁矿中PGM及BMS的种类、产出特征,结合铬铁矿全岩PGE及单矿物微量元素地球化学特征,认为铬铁矿的形成与贫硫的拉斑玄武质岩浆与地幔橄榄岩的熔体岩石反应有关。铬铁矿形成后的晚期岩浆阶段使得自形程度较高的PGM(如硫锇矿)和BMS(如赫硫镍矿)形成,随后向热液阶段转变的过程中,由于温压条件改变、热液蚀变,形成了萨尔托海铬铁矿中Fe- Ni- As- S和PGM矿物组合。     

Congratulation for six Members of Our Editorial Board were Selected as Academicians of Chinese Academy of Sciences and Academician of Chinese Academy of Engineering in 2017

<正>Prof.Jingsui YANG,Hongfu ZHANG,Jingwen MAO,Minhan DAI,Ming’an SHAO and Yigang XU,the members of the editorial board for Acta Geologica Sinica(English Edition),were selected as Academicians of Chinese Academy of Sciences and Academician of Chinese Academy of Engineering in 2017.     

西藏罗布莎豆荚状铬铁矿床深部找矿突破与成因模式讨论

中国铬铁矿资源的瓶颈状态已持续多年。最近,在西藏罗布莎蛇绿岩地幔橄榄岩的深部勘探发现200万t致密块状铬铁矿床,这是中国近50年来铬铁矿找矿的重大突破,对今后继续寻找同类型的铬铁矿床具有重要指导意义。蛇绿岩地幔橄榄岩中产出的豆荚状铬铁矿床是工业需求铬的重要来源。研究豆荚状铬铁矿的成矿作用和矿体围岩地幔橄榄岩地质特征,建立铬铁矿的成矿模型和找矿标志,是开展寻找同类型矿床的重要保证。随着近些年在豆荚状铬铁矿及围岩地幔橄榄岩中金刚石等深部矿物的不断发现和深入研究,人们对蛇绿岩型铬铁矿的物质来源和形成过程,有了新的认识,提出了铬铁矿的深部成因模式。研究认为深部成因铬铁矿床主要经历了4个阶段:(1)早期俯冲到地幔过渡带(410~660 km)的陆壳和洋壳物质被脱水和肢解,过渡带产生的热和流体促成了地幔的熔融和Cr的释放和汇聚;(2)铬铁矿浆在地幔柱驱动下,运移到过渡带顶部冷凝固结,并有强还原的流体进入,后者携带了深部形成的金刚石、斯石英等高压矿物,进入"塑性—半塑性地幔橄榄岩"中;(3)随着物质向上移动,深度降低,早期超高压相矿物发生相变,如斯石英转变成柯石英,高压相的铬铁矿中出溶成柯石英和单斜辉石;(4)在侵位过程和俯冲带环境下,含水熔体与方辉橄榄岩反应形成了不含超高压矿物的规模相对较小的浸染状铬铁矿及纯橄岩岩壳。进一步研究表明,同处雅鲁藏布江缝合带西段的几个大型地幔橄榄岩岩体与罗布莎岩体可以对比,经历了相同的构造背景和豆荚状铬铁矿的成矿作用,存在较大的找矿空间。     

苏鲁高压—超高压变质地体的陆—陆碰撞深俯冲剥蚀模式

中国苏鲁高压—超高压变质地体由2个不同时代的变质基底组成.南苏鲁(临沭—连云港地区)中不同类型高压—超高压变质岩石的原岩形成于由大陆玄武质岩石、辉长岩、表壳岩和花岗岩组成的被动大陆边缘拉伸构造环境.研究表明南苏鲁高压—超高压变质岩石的原岩所代表的花岗岩浆和基性岩浆作用为罗迪尼亚超大陆形成后的新元古代(780-700Ma)裂解事件的响应.北苏鲁(青岛—威海)超高压变质地区的花岗质片麻岩锆石SHRIMPU-Pb定年表明,变质基底的年龄是2400Ma(或 & 2400 Ma),并经历了1800-1700Ma和-200Ma的变质事件,研究表明苏鲁高压—超高压变质地体由2个不同时代变质基底组成,北苏鲁的变质基底属于北中国板块胶辽朝地块的一部分,形成时代比南苏鲁基底老得多,其与南苏鲁地块之间的界限位于五莲以北到海阳所以南一线.由于在北苏鲁含柯石英的透辉石石英岩锆石SHRIMPU-Pb定年获得精确超高压峰期变质年龄为(234.1±4.2)Ma,退变质年龄为(218.2±1.5)Ma,表明南、北苏鲁2个不同时代基底地块同时经历了超高压变质作用.根据上述事实,提出苏鲁高压—超高压变质地体的陆—陆碰撞俯冲剥蚀新模式,即扬子板片在240-220Ma的深俯冲作用中拽动上部胶辽朝板片的—部分老变质基底岩石向下俯冲至大于100km的深度,并形成楔形俯冲剥蚀体,之后又与南苏鲁俯冲板片一起快速折返上来。      

西藏罗布莎豆荚状铬铁矿中发现超高压矿物柯石英

在西藏雅鲁藏布江蛇绿岩带东段的罗布莎豆荚状铬铁矿床中发现典型的超高压矿物柯石英和蓝晶石, 二者呈针柱状交生, 产在一个以TiFe合金成分为主的颗粒(0.7mm× 0.5mm大小) 的最外部.该颗粒从内到外由4层矿物组成, 分别为TiFe合金主体、2 0~ 70 μm宽的自然钛、约10 μm宽的TiSi合金及30~ 5 0 μm宽的柯石英和蓝晶石为主的硅酸岩和氧化物层.主体矿物为高Ti低Fe的TiFe合金, 内部出现由细粒状低Ti高Fe的TiFe合金和自然钛组成的蠕英结构.最外层由柯石英和蓝晶石组成的格架中分布细粒的Si金红石和Ti-Mg -K -Na -Ca氧化物.初步认为TiFe合金从深部高温高压环境往浅部上升过程中, 内部发生局部熔融, 分解出自然Ti, 并在其边部与其他硅酸岩矿物或熔体发生反应, 形成柯石英和蓝晶石.这一过程可能发生在洋脊拉张环境, 由于地幔柱的上涌, 将深部的豆荚状铬铁矿带到浅部, 使得其中包裹的一些高温高压环境下稳定的矿物变得不稳定, 发生熔融和交代反应, 形成新的不平衡的矿物组合.罗布莎柯石英的这种不寻常产出特征说明是在减压过程中形成, 不同于造山带中常见的由板块俯冲增压过程中形成的柯石英      

雅鲁藏布江缝合带西段北亚带的基性岩成因和构造意义

雅鲁藏布江蛇绿岩带自萨嘎以西分为达巴—休古嘎布(南亚带)和达机翁—萨嘎(北亚带)两个亚带,但两者的成因和构造背景还不清楚。本文在研究北亚带加纳崩—错不扎基性岩脉的年代学和地球化学及对比南亚带的基础上,探讨了两个带的成因和关系问题。加纳崩辉长岩和错不扎辉绿岩呈脉状或长透镜状产在方辉橄榄岩中,宽1~3 m不等,走向北西。两者的锆石U-Pb年龄分别为(125.8±2.6)Ma和(127.0±0.5)Ma。岩石地球化学均具有高Si、Al、Na、Mg和低Ti、K、P的特征,属钙碱性玄武质成分。球粒陨石标准化曲线与N-MORB一致;N-MORB标准化蛛网图中显示Nb、Ta、Ti负异常,判断两者形成于大洋俯冲的弧前或弧后环境。对比前人研究,南亚带普兰、东波和休古嘎布蛇绿岩中的基性岩具有相同产状和时代(120~130 Ma),地球化学特征也同样显示形成于洋内俯冲带环境。结合两带基性岩的围岩地幔橄榄岩均具有弧前环境特征,初步认为南北蛇绿岩亚带可能是相同构造背景的大洋岩石圈残余。     

苏鲁高压—超高压变质带的折返构造及折返机制

苏鲁高压—超高压变质带的折返构造是由韧性剪切叠覆构造岩片组成,具NWW-SEE向剪切矢量及SEE向NWW的剪切指向,与折返构造伴随的高压和超高压退变质反应过程与石英从高温—中温—低温的组构模式吻合。150～100Ma期间的伸展事件包含了北界韧性伸展转换性剪切带及莱阳盆地的形成、苏鲁高压—超高压变质带北部花岗岩侵位、折返面理弯曲形成背形构造及伴随的韧—脆性正滑构造。多学科的综合研究表明,240～220Ma扬子板块巨量物质往北深俯冲于北中国板块之下,220～200Ma高压—超高压变质岩石整体快速折返,折返板片中保存的自上而下变质岩石单元序列与剪切叠覆构造岩片的物质组成序列基本一致。提出苏鲁高压—超高压变质折返板片呈上拱的舌形体,变形分解表明苏鲁高压—超高压变质板片是在“挤出”机制下折返及受后期伸展事件的改造。