雅鲁藏布江缝合带西段普兰蛇绿岩中地幔橄榄岩的岩石学研究

西藏雅鲁藏布江缝合带西段普兰蛇绿岩以出现面积约600余平方千米的特大型地幔橄榄岩体而引人注目.该地幔橄榄岩以方辉橄榄岩为主体,含有少量的二辉橄榄岩和纯橄榄岩,岩体中另有一些橄榄单斜辉石岩、辉长岩和辉绿岩等侵入体.地幔橄榄岩的主要造岩矿物橄榄石的Fo 90～93,其中呈包裹体的橄榄石的Fo略高,斜方辉石为顽火辉石(En 88～90),单斜辉石主要为顽透辉石和透辉石,以低铝(0.48％～3.96％)和高Mg#(91～96)为特征,铬尖晶石的Cr#值为18～69,其中方辉橄榄岩和二辉橄榄岩中的铬尖晶石属富铝型尖晶石,而纯橄岩中为富铬型尖晶石.橄榄单斜辉石岩的橄榄石Fo值一致较低,平均为88.4,斜方辉石En平均87,单斜辉石以透辉石为主,铬尖晶石的Cr#值为45～69.普兰地幔橄榄岩及橄榄单斜辉石岩都具有相似的稀土元素和微量元素配分模式,表现为LREE相对富集,Eu亏损不明显,微量元素中大离子亲石元素含量较低,部分样品高场强元素亏损,另一些则相对富集,显示地幔橄榄岩具有亏损地幔源区特征,但也具有俯冲带流体的交代特征,表明普兰岩体可能经历了MOR和SSZ两种构造环境,该特征与雅鲁藏布江缝合带东段的罗布莎地幔橄榄岩的特征可以对比.     

甘-新北山地区二叠纪镁铁-超镁铁质岩体造岩矿物化学特征及其岩石学指示

二叠纪镁铁-超镁铁质岩体在北山造山带广泛分布,其中多发育铜镍硫化物矿化,并集中在新疆北山坡北和甘肃北山柳园地区。本文对柳园地区二叠纪骆驼山(283Ma)和西南山(277Ma)矿化岩体中早期结晶的造岩矿物开展矿物化学分析,并对甘-新北山地区矿化岩体的主要造岩矿物进行系统对比研究。骆驼山和西南山岩体主要由单辉橄榄岩、二辉橄榄岩、橄榄辉石岩、橄榄辉长岩和辉长岩组成,主要造岩矿物为橄榄石、单斜辉石、斜方辉石、斜长石和角闪石,及少量铬尖晶石和金云母。铬尖晶石Cr^#值范围为52.2～70.4,TiO₂含量为1.1%～4.0%,Al₂O₃含量为8.1%～18.9%。橄榄石Fo值范围为78～86,Ni含量为856×10^-6～2121×10^-6,Ca含量为71.3×10^-6～720×10^-6。斜方辉石主要为顽火辉石和少量古铜辉石;单斜辉石为透辉石和普通辉石,Mg^#范围为86～88,Al^Ⅳ...     

兴蒙造山带橄榄岩捕掳体中石榴石次变边对地幔组成转变的启示

地幔橄榄岩捕虏体中石榴石次变边的形成过程对理解地幔的构造演化和转变具有非常重要的意义。兴蒙造山带锡林浩特地区新生代玄武岩携带的石榴石橄榄岩捕虏体中的石榴石普遍发育冠冕状次变边结构。本文通过对石榴石及其次变边进行详细的岩相学和电子探针分析,探讨石榴石次变边的成因及其揭示的岩石圈地幔经历的深部过程。根据次变边矿物组成的不同,将其分为原始的次变边(R1和R2)和交代的次变边(MR1和MR2)。原始的次变边中,新鲜的石榴石由内向外依次被放射状且矿物颗粒较细的R1和粒状且矿物颗粒较粗的R2包围,且R1通常比R2宽。R1主要组成矿物为Opx+Sp+Melt1/Pl±Cpx, R2主要组成矿物为Opx+Sp+Cpx。与R2及橄榄岩捕虏体相比,R1的斜方辉石和单斜辉石具有较高的Al₂O₃含量和较低Mg^#值及SiO₂含量。与橄榄岩捕虏体相比,R1和R2中的尖晶石均具有较低的Cr^#值和较高的Mg^#值。R1的斜长石为钙长石,熔体成分与斜长石相比具有偏高的MgO和FeO含量。计算...     

云南宾川地区峨眉山玄武岩地球化学特征:岩石类型及随时间演化规律

分布于云南宾川地区、厚逾5000m的晚二叠世峨眉山玄武岩以拉斑玄武岩为主,少量碱性玄武岩。根据它们的岩相学和主量元素、微量元素特征,将其划分为两个地球化学类型:低钛玄武岩(LT)和高钛玄武岩(HT)。低钛玄武岩主要分布于岩石剖面的中下部,其主要地球化学标志为低Ti/Y(<500),高Mg^#(048～067),低的∑REE(<120μg/g)、(La/Yb)_N(<6)和(Sm/Yb)_N(<25)。高钛玄武岩分布于剖面的顶部,以高Ti/Y(>500),低Mg^#(039～053)、高的∑REE(>150)、(La/Yb)_N(>9)和(Sm/Yb)_N(>3)为特征。根据LT的分异指数和Th、U异常特征等,将其分为LT1和LT2两个亚类。其中LT1位于岩石剖面下部,表现为明显的Th和U正异常,高Mg^#(061～067)和低Nb/U比值等。LT2位于岩石剖面中部,具Rb、Ba正异常,无Th和U异常和较低的分异指数(Mg^#=048～054)。LT玄武岩可能是峨眉地幔热柱主活动期地幔柱头部熔融的产物,后经较弱的橄榄石+单斜辉石±斜长石结晶分异形成。剖面最底部的LT1玄武岩显示较强的“壳源”印记,可能与岩石圈地幔中富集组份的活化有关。这些壳源物质的参与程度自底部向上有降低的趋势。晚期HT玄武岩为地幔热柱消亡期的产物,其在地壳浅部经历强烈的以斜长石为主的结晶分异,壳源物质的混染不明显。     

山东梭罗树地幔橄榄岩微量元素的质子探针研究

作者利用质子微探针和微束ＰＩＸＥ定量分析技术，对山东梭罗树地幔橄榄岩中橄榄石、斜方辉石、单斜辉石、尖晶石和石榴石等矿物的微量元素组成与分布进行了研究。结果表明，不相容元素（Ｓｒ，Ｙ，Ｚｒ）主要富集于单斜辉石内，尖晶石则几乎富集质子探针所能检出的所有微量元素，而石榴石中微量元素含量最少。研究表明，微区微量元素分布很不均匀，推测可能受地幔交代过程中溶液的渗滤效应以及存在微粒包裹体的共同制约。     

西昆仑普鲁新生代火山岩的矿物化学特征及其对岩浆演化过程的约束

对西昆仑普鲁新生代火山岩的矿物学进行了系统的研究。结果表明：该地区火山岩主要由橄榄石、单斜辉石和斜长石组成,并有少量的斜方辉石、黑云母、角闪石、碱性长石和铁钛氧化物。其矿物学特征指示了岩浆的性质有点类似于碱性岩浆,但与典型的碱性玄武岩又有明显的区别,属于橄榄安粗岩系列。利用橄榄石-熔体平衡原理估算了进入高位岩浆房中的熔体的MgO含量约为6．2％,Mg^#为0．57,说明其不是地幔熔融形成的原始岩浆,而是经历了深部岩浆房的分离结晶过程。由单斜辉石估算的高位岩浆房的深度约7～9km。岩浆在高位岩浆房中发生了较长时间的强烈分离结晶作用,分离结晶相主要为橄榄石、单斜辉石和斜长石以及少量的斜方辉石、黑云母、角闪石、碱性长石和铁钛氧化物。不同时期形成的铁钛氧化物指示了分离结晶过程由相对高温高氧逸度向相对低温低氧逸度演化。与此相对照的是岩浆在深部岩浆房中可能只发生了橄榄石和辉石等铁镁矿物的分离结晶作用,且分异作用时间较短。深部岩浆房可能存在于岩石圈地幔或壳幔过渡带中,岩浆由深部岩浆房上升到高位岩浆房中的过程是近绝热的,从浅部岩浆房到地表是快速上升的过程。     

新疆西准噶尔达拉布特蛇绿岩地幔橄榄岩成因

达拉布特蛇绿岩中地幔橄榄岩的主体为方辉橄榄岩,含少量纯橄岩和二辉橄榄岩,岩石遭受强烈蚀变。方辉橄榄岩单斜辉石、斜方辉石、橄榄石和尖晶石的主量元素特征均显示从深海地幔橄榄岩向SSZ地幔橄榄岩过渡的特征,与斜方辉石原位LA-ICP-MS微量元素特征一致,二辉橄榄岩具有深海地幔岩的性质。采用尖晶石-橄榄石平衡氧逸度计算方法,得出方辉橄榄岩的Δlog(fo2)FMQ在-0.14至+0.96log FMQ之间,具有MOR地幔橄榄岩向SSZ地幔橄榄岩过渡的特点或弧后盆地至岛弧过渡的特征。尖晶石Ga-Ti-Fe3+#图解显示纯橄岩成因可能和地幔橄榄岩与岛弧拉斑玄武岩的反应有关,而方辉橄榄岩可能为地幔橄榄岩与MOR熔体反应以及SSZ环境中含水熔体反应后的残余。纯橄岩和方辉橄榄岩∑REE都低于球粒陨石,且具有LREE富集的U型稀土元素配分模式,暗示了岩石和流体/熔体之间的相互作用。综合以上研究表明,达拉布特蛇绿岩形成于弧后扩张脊并受俯冲流体/熔体影响。     

山东梭罗树地幔橄榄岩微量元素的质子探针研究

作者利用质子微探针和微束ＰＩＸＥ定量分析技术，对山东梭罗树地幔橄榄岩中橄榄石、斜方辉石、单斜辉石、尖晶石和石榴石等矿物的微量元素组成与分布进行了研究。结果表明，不相容元素（Ｓｒ，Ｙ，Ｚｒ）主要富集于单斜辉石内，尖晶石则几乎富集质子探针所能检出的所有微量元素，而石榴石中微量元素含量最少。研究表明，微区微量元素分布很不均匀，推测可能受地幔交代过程中溶液的渗滤效应以及存在微粒包裹体的共同制约。     

江南造山带西段桂北四堡地区830 Ma辉长岩锆石SIMS U-Pb年代学和岩石地球化学特征及其岩石成因研究

本次研究对象为江南造山带西段桂北四堡地区新元古代辉长岩,主要由斜长石和单斜辉石组成,含有少量的橄榄石和钛铁氧化物,表明在岩浆演化过程中发生了斜长石和单斜辉石以及少量橄榄石的分离结晶作用。辉长岩锆石SIMS U-Pb谐和年龄为(830±7)Ma,指示其侵位年龄约为830 Ma。全岩具有低SiO₂含量(48.46%~53.99%)、高MgO含量(9.27%~25.22%)、Mg^#值较高(62~79)的特征。辉长岩为钙碱性系列岩石,其稀土元素球粒陨石标准化和微量元素原始地幔标准化与典型的弧岩浆相似,具有相对富集轻稀土元素((La/Yb)_N=2.2~3.7,(La/Sm)_N=2.5~2.9)和大离子亲石元素,明显的高场强元素(Nb、Ta和Ti)亏损的特征,还具有较高的Th/Nb比值(0.7~0.8)和低Nb/La比值(0.4~0.6)。辉长岩具有负的ε_Nd(t)值(-6.3~-3.0)和正的ε_Hf(t)值(8.0~12.1),指示其源区为亏损地幔,但有富集组分加入。结合区域地质特征,推测辉长岩形成于活动大陆边缘俯冲构造背景,起源于受沉积物流体交代了的楔地幔。     

塔里木东北缘坡十Ni矿化侵入体中橄榄石和铬尖晶石对成岩成矿及源区特征的约束

坡十Ni矿化超镁铁侵入体的矿化岩相主要为第二侵入期次的（斜长）单辉橄榄岩、（斜长）二辉橄榄岩、 纯橄岩等岩相。坡十超镁铁岩的橄榄石成分变化范围较大, 橄榄石的Fo值在76.8～89.6之间, Ni含量为767×10^-6～4 580×10^-6。铬尖晶石的Mg^#值和Cr^#值变化范围分别为19.4～41.9和49.8～64.8, 原生铬尖晶石中Cr₂O₃和Al₂O₃表现为负相关, 蚀变改造的铬尖晶石则表现为正相关。橄榄石成分剖面显示坡十母岩浆处于一个动态的岩浆系统中, 成分稳定的新鲜岩浆的补给、 持续向上的动力及浅部橄榄石快速分离结晶,造成了不同深度橄榄石成分的不同变化。坡十侵入体母岩浆估算结果为MgO=14.49％, FeO=10.01％,模拟结果显示橄榄石中Ni含量的变化主要受橄榄石结晶分异和硫化物不混溶作用共同控制,其中橄榄石与硫化物熔体发生明显的Fe-Ni交换反应。坡十母岩浆中橄榄石分离结晶造成的硫饱和,是坡十硫化物熔离的重要因素。橄榄石高Fo值、母岩浆高MgO、超镁铁岩中斜长石发育、矿物高结晶温度和铬尖晶石成分的弧岩浆特征显示,塔里木东北缘坡十侵入体是俯冲交代的岩石圈地幔部分熔融形成的母岩浆的产物,表现出低压高温的演化特征,其中源区熔融机制可能与塔里木二叠纪地幔柱提供的热源或该区大规模拆沉作用造成的软流圈上涌有关。     

Chemical Composition of the Primitive Mantle Source of Peridotite Inclusions at Mount Lianshan, Liuhe County,Jiangsu Province

This paper presents a study of the major and trace element compositions of fresh mantle-derived spinel lherzolite and harzburgite inclusions from Cenozoic alkaline basalt in Mount Lianshan and Mount Panshi, Liuhe County, Jiangsu Province. An estimation is made of the contents of the major elements and some of the trace elements in the primitive mantle source region of the area, from which the authors have obtained MgO/Al2O3= 7.86. The contents of MgO and Al2O3 are also obtained as 37.58% and 4.78% respectively based on the correlation of MgO-Al2O3. Then, the contents of various elements in the primitive mantle are calculated using their regression equations with MgO, and the compositor) of the primitive mantle, a basic issue in geochemistry study, is discussed on that basis.     

大陆地幔研究现状

本文主要介绍大陆地幔岩石圈的年龄、大陆地幔演化和地幔流体等三个近年来引人注目的问题。地幔捕虏体的年龄范围２００～３４００Ｍａ，一般认为它可以代表地幔的年龄。澳大利亚二辉橄榄岩捕虏体的Ｐｂ－ｐｂ年龄为２０００～２５００Ｍａ，南非Ｖｉｃｔｏｒ岩管的捕虏体为１７００～２４００Ｍａ。橄榄岩型金刚石的石榴石包裹体Ｓｍ－Ｎｄ年龄为３２００～３３００Ｍａ，榴辉岩型金刚石的年龄为１２００～１５００Ｍａ。这些数值可与橄榄岩及榴辉岩捕虏体的全岩年龄数据相对应。太古代岩石圈地幔以南非为代表，经历了从地壳物质提取的亏损过程到与软流圈反应和与深部热点物质作用的富集过程。以美国西部为代表的元古代岩石圈地幔则经历了元古－显生宙的俯冲作用、地体增生过程以及与热点反应的作用。以澳大利亚东部为代表的显生宙岩石圈地幔经历了元古代的部分熔融、显生宙的俯冲或与ＤＵＰＡＬ的反应以及具ＤＭＭ特征的软流圈的上隆。钾质熔体、碳酸盐熔体、Ｈ＿２、ＣＨ＿４、Ｎ＿２Ｏ、Ｎ、ＣＯ、ＣＯ＿２、Ｓ、Ｆ、Ｃｌ等都是地幔流体的主要组分，它们的类型与所处的深度和氧逸度有关。     

长江中下游晚中生代中基性岩的铅同位素特征:富集地幔的证据

长江中下游东段庐枞、怀宁、繁昌、铜陵和宁芜地区的中基性岩属于碱性系列 ,具有高的U ,Th含量和Th/Pb ,U/Pb比值 ,分别平均为 2 .82× 10 -6,9.5 6× 10 -6和 0 .6 35 ,0 .184。样品的初始铅同位素 (130Ma)组成为 :(2 0 6Pb/ 2 0 4Pb) i=17.6 5～ 18.6 0 ,(2 0 7Pb/ 2 0 4Pb) i=15 .4 2～ 15 .5 0 ,(2 0 8Pb/ 2 0 4Pb) i=37.6 7～ 38.0 4。形成中基性岩的原始岩浆来源于富集的岩石圈地幔 ,具有EMⅠ和EMⅡ ,且以EMⅡ为主的特征。和长江中下游西段黄石地区以及大别地块西南部玄武岩的比较表明 ,长江中下游地区岩石圈地幔高的Th/Pb和U/Pb比值可能和俯冲板片析出流体的交代有关。晚中生代时期 ,华北板块岩石圈地幔以EMⅠ特征为主 ,华南板块岩石圈地幔以EMⅡ特征为主 ,岩石圈地幔性质的区域性分布与印支期扬子板块深俯冲事件密切相关。虽然中国东部新生代玄武岩因岩石圈大规模减薄表现了亏损特征 ,但残留的富集岩石圈地幔在中国东部新生代玄武岩的Pb同位素中仍有所反映     

华北克拉通东部显生宙地幔演化

华北克拉通东部显生宙以来的地幔可以划分为3种类型:克拉通型地幔,大陆活动带型地幔和大陆裂谷型地幔。1 700 Ma—古生代末,地幔属于克拉通型:ε(Nd,t)值高于-5,为弱富集型;层圈相互作用以幔源的熔体和/或流体与古老的岩石圈地幔的作用为主,但规模较小,范围局部。100 Ma以前的中生代地幔属于“大陆活动带型”:ε(Nd,t)值低,在-5以下,为富集型;地幔中含有地壳的组分,层圈相互作用以下地壳与弱化的岩石圈地幔之间的作用为主;发生的时间为190~100 Ma,高峰期在130 Ma左右;发生的部位邻近莫霍面,导源的岩浆多为钙碱性系列,部位浅,活动范围广泛。100 Ma至新生代,地幔属于“大陆裂谷型”:为亏损型的软流圈地幔,ε(Nd,t)值高,几乎均为正值。层圈相互作用转变为软流圈岩石圈地幔之间的作用,转变的时间具有约40 Ma的过渡时期,前锋开始于100~109 Ma,导源的岩浆大致沿NWW和NEE向的大型断裂带分布。进一步证实了软流圈地幔上隆的不均匀性和主动性。     

Features of the Early Palaeozoic Mantle beneath Langao County and Its Formation Mechanism

Phlogopite-amphibole pyroxenite xenoliths contained in an Early Palaeozoic alkali subvolcanic lam-prophyre complex in Langao County, Shaanxi Province, are metasomatized mantle xenoliths, composed mainly of clinopyroxene, amphibole, phlogopite, apatite, pervoskite, ilmenite and sphene with well-developed subsolidus metamorphism-deformation textures, such as "triple points" and "cataclastic boundaries" . Minerological studies indicate that clinopyroxene is rich in SiO2 and MgO and poor in TiO2 and Al2O3, which is notably different from magmatogenic deep-seated megacrysts and phenocrysts formed in the range of mantle pressure. Amphibole and phlogopite have the compositional feature of mantle-derived amphibole and phlogopite. Sm-Nd isotope studies suggest that the metasomatized mantle beneath Langao County is the product of metasomatism of primitive mantle by melt (fluid) derived from the mantle plume, and the mantle metasomatism occurred 650 Ma ago. The process of mantle metasomatism changed from mantle me     

试论地幔潮汐作用与地壳构造运动的关系

太阳系（携带地球）围绕银河系银心依椭圆形轨道公转．旋行１周，地球与银心之间有两次处于近距离，两次处于远距离．在靠近时两者之间引力增大，导致地仅柔流物质发生涨潮，远离时引力减小，地幔潮落．地幔的潮汐作用势必引起其上的固体地壳发生破裂、变形、运移和碰撞，即地壳构造运动．由于太阳公转具有２００Ｍａ年的周期性，故而地壳运动同样也具有与此相一致的周期性和等时性．因而说地幔的潮汐是导致地壳发生构造运动的主要原因．     

On the implications of the coupled evolution of the deep planetary interior and the presence of surface ocean water in hydrous mantle convection

We investigate the influence of the deep mantle water cycle incorporating dehydration reactions with subduction fluxes and degassing events on the thermal evolution of the Earth as a consequence of core–mantle thermal coupling. Since, in our numerical modeling, the mantle can have ocean masses ∼12 times larger than the present-day surface ocean, it seems that more than 13 ocean masses of water are at the maximum required within the planetary system overall to partition one ocean mass at the surface of the present-day Earth. This is caused by effects of water-dependent viscosity, which works at cooling down the mantle temperature significantly so that the water can be absorbed into the mantle transition zone and the uppermost lower mantle. This is a result similar to that without the effects of the thermal evolution of the Earth's core (Nakagawa et al., 2018). For the core's evolution, it seems to be expected for a partially molten state in the deep mantle over 2 billion years. Hence, the metal–silicate partitioning of hydrogen might have occurred at least 2 billion years ago. This suggests that the hydrogen generated from the phase transformation of hydrous-silicate-hosted water may have contributed to the partitioning of hydrogen into the metallic core, but it is still quite uncertain because the partitioning mechanism of hydrogen in metal–silicate partitioning is still controversial. In spite of many uncertainties for water circulation in the deep mantle, through this modeling investigation, it is possible to integrate the co-evolution of the deep planetary interior within that of the surface environment.     

超级地幔树对全球构造的控制作用

全球横波低速异常体成像发现: Jason超级地幔柱与Tuzo超级地幔柱彷佛植根于地球外核顶部、生长在核幔边界(core mantle boundary, CMB)上的两株榕树,我们将其命名为超级地幔树(super mantle tree),以突出Jason超级地幔柱与Tuzo超级地幔柱连接地核与地壳的纽带特征,强调它们在地球演化过程中对全球构造的作用。地幔柱仅是超级地幔树的局部分支。我们定义超级地幔树为4层结构：① 植根于地球外核顶部;② 1600~2890 km为“树干”; ③ 110~1600 km为“树冠”;④ 110 km以上为“树枝”。“树枝”平面分布形态与全球板块轮廓大致相似,意味着板块构造可能起始于地球110 km处。推测地球深度1550~1600 km之间可能存在一个地球化学过渡层;Jason超级地幔树与Tuzo超级地幔树之间可能存在地球化学分隔面(简称地幔分隔面),地幔分隔面将地球划分为太平洋半球与大西洋半球;它的地面投影北端大致指向地磁北极,南端基本指向地磁南极。外核顶部脉动作用可能是地幔运动的动因,地核运动控制地幔运动。Tuzo超级地幔树逆时针旋转控制大西洋半球旋转形态,Tuzo超级地幔树的“细树干”伸向南大西洋, Tuzo超级地幔树“粗树干”伸向北大西洋,使得中大西洋脊减薄。Jason超级地幔树顺时针旋转控制太平洋半球旋转形态以及环太平洋地区地貌构造形态。青藏高原及邻区地质地球物理三维构造模型说明：向北运动的Tuzo超级地幔树“树枝”与向西运动的Jason超级地幔树“树枝”共同作用,形成青藏高原东构造结。     

下地幔矿物研究及其进展

文中综述了20世纪90年代以来对下地幔矿物高温高压研究的进展,详细评论了下地幔温压下(Mg,Fe)SiO3钙钛矿的稳定性、(Mg, Fe)SiO3 钙钛矿和(Mg, Fe)O镁方铁矿的高压状态方程和热弹性及高压熔化、核幔边界温压下铁和硅酸盐的化学反应等几个热点问题;探讨了下地幔的矿物学组成,对下地幔的地震波速异常给出了可能的矿物学解释;介绍了国内同领域的研究工作;展望了下地幔矿物研究的发展方向。     

全球地幔三维结构模型及动力学研究新进展

介绍了地幔三维地震模型及地球动力学最新进展，特别是１９９５年７月ＩＵＧＧ第２１届大会展示的新成果。地幔三维速度分布主要由全球数字地震台网资料求得。１００ｋｍ深度速度分布主要与板块构造有关，３５０ｋｍ深度显示了大陆与海洋的差异，１９００ｋｍ深度表现环太平洋的高速异常带。