西南天山东德沟橄榄岩的地球化学特征及其地质意义

东德沟橄榄岩出露于中国新疆伊犁—中天山板块和塔里木板块之间西南天山造山带的北缘,含大量角闪石、金云母等含水矿物,显示全部遭受了不同程度的交代变质作用.岩石主量元素含量变化较大,其后期蚀变基本向富铝和富钙两个方向变化,其Nb/Ta和Zr/Hf值显示难熔地幔残余的特征.该区橄榄岩轻重稀土分馏较明显,稀土元素配分曲线总体为LREE富集的右倾型,且富集大离子亲石元素Rb、Ba、Sr和放射性元素Th,但岩石呈现不一致的解耦现象,即主量元素表现难熔而稀土元素、不相容微量元素体现富集,说明主量元素和微量元素具有各自的演化特点.研究认为东德沟橄榄岩是经历部分熔融的楔形地幔残余,微量元素呈现的特征是俯冲板块析出熔体或流体交代的结果.与其岩石矿物学研究结果一致,对东德沟橄榄岩地球化学特征的深入研究证明,它们来源于SSZ环境俯冲上板片地幔楔橄榄岩残片.     

南公珠错地幔橄榄岩:雅鲁藏布江缝合带西段一个典型的大洋地幔橄榄岩

西藏阿里地区的南公珠错蛇绿岩产在公珠错的南侧,空间上属于雅鲁藏布江缝合带西段之南亚带蛇绿岩。该蛇绿岩主要由地幔橄榄岩和辉长岩等基性岩类组成。地幔橄榄岩中约80%为方辉橄榄岩,20%为二辉橄榄岩,纯橄岩较少。南公珠错地幔橄榄岩矿物化学特征表现为橄榄石具有较低的Fo(89.3~91.4)值、辉石具有较高的Al_2O_3含量(1.89%~6.06%)、尖晶石具有较低的Cr~#(12.7~28.3)值。与原始地幔相比南公珠错地幔橄榄岩的全岩地球化学特征具有较高的MgO含量和较低的Al_2O_3、CaO和TiO_2等易熔元素含量;方辉橄榄岩和二辉橄榄岩的稀土元素总含量分别介于0.66×10-6~1.10×10-6和0.90×10~(-6)~3.78×10~(-6)之间,明显低于原始地幔值,其稀土元素配分模式为轻稀土元素轻微富集型;在原始地幔标准化微量元素蜘蛛图中,南公珠错地幔橄榄岩显示出强烈的U正异常、Nd轻微正异常和强不相容元素Zr的负异常;方辉橄榄岩和二辉橄榄岩的铂族元素总量分别介于15.26×10~(-9)~25.23×10~(-9)和18.74×10~(-9)~26.86×10~(-9)之间,二者含量的变化较小,南公珠错地幔橄榄岩PGEs球粒陨石标准化图解显示其为接近于原始地幔的"平坦型"。南公珠错地幔橄榄岩的矿物化学和全岩地球化学特征与深海橄榄岩相似,指示它们可能形成于大洋扩张脊环境。定量模拟估算表明,南公珠错地幔橄榄岩可能来源于地幔中的尖晶石相二辉橄榄岩源区,系经历了至多16%部分熔融的残余。LREE的微富集和较高的Pd/Ir、Rh/Ir比值指示它们还经历了岩石-熔体反应作用。初步结论认为南公珠错地幔橄榄岩形成于大洋脊环境,为尖晶石相二辉橄榄岩地幔源区较低程度部分熔融的残余,但经历了后期岩石-熔体反应作用。     

西藏泽当地幔橄榄岩经历了碳酸盐熔体交代——单斜辉石的矿物化学证据

泽当地幔橄榄岩中单斜辉石的矿物化学成分总体呈现高 CaO、Mg O、Al₂O₃和低 Cr₂O₃、Na₂O、Ni O 的特征,从二辉橄榄岩、方辉橄榄岩到纯橄岩,单斜辉石的 Mg^#值( [100w（Mg）/w（Mg+Fe）],68.0～97.4)和 Cr₂O₃含量升高,Al₂O₃含量降低。单斜辉石的元素双变量图解显示,二辉橄榄岩处于低程度部分熔融的深海地幔橄榄岩区域,纯橄岩位于高程度部分熔融的弧前地幔橄榄岩区域,暗示泽当地幔橄榄岩可能经历了从大洋中脊（MORB）到洋内俯冲（SSZ）的两期构造过程。泽当地幔橄榄岩中单斜辉石的 Ca/Al 比值介于 4.80～58.69,其中二辉橄榄岩为 4.80～28.42,方辉橄榄岩为 19.12～44.83,纯橄岩为 25.07～58.69,指示可能经历了碳酸盐熔体的交代改造。矿物微区微量元素分析表明,泽当地幔橄榄岩中的单斜辉石具有高...     

西藏罗布莎地幔橄榄岩变形显微构造特征及其地质意义

地幔橄榄岩是罗布莎蛇绿岩的主要组成成分之一,通过显微构造特征可对其变形特征进行分析,确定流变学参数,探讨地幔橄榄岩的变形历史。以蛇纹石化程度较低的二辉橄榄岩和方辉橄榄岩为研究对象,橄榄石位错特征研究显示,本区橄榄石主要发育了低温常见的直线型自由位错,局部可见位错弓弯、位错环、位错壁等高温位错,反映罗布莎地幔橄榄岩变形以低温塑性流变为主,局部经历了高温塑性流变,主导变形机制为位错蠕变。橄榄石自由位错统计结果表明,二辉橄榄岩中的橄榄石自由位错密度为4.422×107/cm2,方辉橄榄岩中的橄榄石为9.137×107/cm2,变形过程中所受差异应力分别为65MPa和93MPa。橄榄石和斜方辉石显微组构测量采用了电子背散射衍射技术(EBSD),分析结果表明,橄榄石均发育A型组构,为浅部地幔常见的组构类型,该结果与金刚石、柯石英等超高压矿物所指示的形成深度不一致。     

西藏雅鲁藏布江缝合带泽当地幔橄榄岩的矿物化学和铂族元素特征

泽当蛇绿岩位于雅鲁藏布江缝合带东段,由地幔橄榄岩、辉长辉绿岩、火山岩等组成。地幔橄榄岩主要为方辉橄榄岩和二辉橄榄岩,有少量的铬铁矿化方辉橄榄岩和透镜状纯橄岩。地幔橄榄岩中橄榄石的Fo值为89.6~91.8,属镁橄榄石。斜方辉石为顽火辉石,En端员组分变化于87.8~90.3。单斜辉石En组分变化于44.1~50.0,主要为顽透辉石和透辉石。二辉橄榄岩与方辉橄榄岩铬尖晶石的Cr#为17.0~31.8,为富铝型尖晶石。泽当地幔橄榄岩PGE总量为16.67×10-9~32.59×10-9,与原始地幔相似。矿物化学特征显示泽当二辉橄榄岩属于深海型地幔橄榄岩,方辉橄榄岩属于弧前地幔橄榄岩。尖晶石Cr#、橄榄石Mg#的变化以及高Os含量(3.50×10-9~7.75×10-9)表明泽当地幔橄榄岩经历了部分熔融过程;正斜率的PGE配分模式以及较高的Pd/Ir值(1.09~3.94)表明泽当地幔橄榄岩受到了俯冲带环境下地幔交代作用的改造。泽当地幔橄榄岩矿物学特征与铂族元素地球化学特征显示其形成于MOR环境,后受到SSZ环境的改造。     

西藏洞错埃达克质火山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其构造意义

班公湖-怒江缝合带是青藏高原的主要缝合带之一,其闭合时限还存在争议,制约了班公湖-怒江特提斯洋演化历史的研究。在班公湖-怒江缝合带洞错地区新识别出一套早白垩世晚期的粗安岩,LA-ICP-MS测得其锆石~(206)Pb/~(238)U年龄为102.0±1.9Ma,岩石高SiO_2、Al_2O_3、富Na及高的Sr/Y值(25.2~42.2),贫Nb(11.1×10~(-6)~16.6×10~(-6))、Y(11.7×10~(-6)~18.3×10~(-6))和Yb(1.06×10~(-6)~1.77×10~(-6)),轻、重稀土元素分异明显,具有与埃达克质岩相似的地球化学特征,同时具有高Mg~#的特点(Mg~#=50.0~54.1)。认为洞错高Mg~#埃达克质岩很可能是残留洋壳部分熔融上升过程中交代地幔的产物,形成于板内构造环境。由此推测,洞错早白垩世晚期埃达克质岩的形成与班公湖-怒江洋盆闭合后拉萨地块与羌塘地块碰撞有关,结合区域地质资料,认为班公湖-怒江特提斯洋闭合时限应该在102Ma之前。     

西藏改则县错果错地区则弄群火山岩岩石地球化学特征及其构造意义

错果错地区晚侏罗—早白垩世则弄群火山岩主要由酸性火山熔岩及其火山碎屑岩组成,总体上具有高Si低Al,富K贫Na,低Sr低Y(Yb)及强不相容元素和LREE相对富集,Nb、Ta呈负异常,特别是Sr、P、Ti为强烈的负异常,以及δEu负异常明显等特点,揭示了错果错地区的则弄群长英质火山岩很可能是幔源基性岩浆的热量促使地壳物质脱水发生重熔的产物,暗示其形成的大地构造背景很可能与班公湖—怒江洋南向的俯冲作用有关。     

西藏林周县扎雪地区林子宗群帕那组火山岩的地球化学特征及其地质意义

分布于西藏林周县扎雪地区的林子宗群帕那组火山岩,主要由流纹质-粗安质熔岩和火山碎屑岩组成。岩石总体上反映出高Al高K的特点,Al₂O₃的质量分数平均为14.55%,K₂O+Na₂O的质量分数平均为8.78%,K₂O质量分数平均为.77%,K₂O/Na₂O比值平均为2.07,显示了高钾钙碱性-钾玄质火山岩的特征。稀土配分曲线呈轻稀土富集的右倾形式,并具有中等-强烈的负Eu异常。微量元素Rb、Th强烈富集,Ta、Ba、U相对富集,而Y、Yb、Sr等相对亏损。岩石地球化学特征显示了陆壳重熔的特点。研究表明,扎雪地区帕那组火山岩是40 Ma左右陆壳加厚并部分熔融形成的,是印度板块和欧亚板块后碰撞作用的产物。     

西藏班公湖-怒江缝合带中西段康穷蛇纹岩的岩石学、地球化学特征及其构造意义

康穷蛇纹岩出露于班公湖-怒江缝合带的中西段,是康穷蛇绿混杂岩的超基性岩石端元。依据全岩地球化学元素含量,可将康穷蛇纹岩划分为A组和B组2种。两者均富集大离子亲石元素(Rb、Cs)和高场强元素(U、Nb)。经估算,A组蛇纹岩原岩是原始地幔经过10%~17%部分熔融的地幔残留,B组蛇纹岩原岩经历过更高程度的部分熔融(17%~23%),表明康穷蛇纹岩原岩至少经历过两阶段的部分熔融。初步研究认为,A组蛇纹岩原岩是洋内俯冲初始阶段上涌软流圈地幔部分熔融的地幔残留,受类MOR型熔体交代作用而仍然亏损轻稀土元素(LREE),却富集U和Nb,属类MOR型地幔橄榄岩;B组蛇纹岩原岩是A组蛇纹岩原岩在洋内俯冲带环境再熔融的产物,受玻安质熔体交代作用而相对富集轻稀土元素,属弧前地幔橄榄岩。两者均发生蛇纹石化作用而转变成蛇纹岩,最终因大洋碰撞闭合而残存于缝合带内,是班公湖-怒江新特提斯洋洋内俯冲演化阶段的岩石记录。     

西藏班公湖-怒江缝合带中西段康穷蛇纹岩的岩石学、地球化学特征及其构造意义

康穷蛇纹岩出露于班公湖-怒江缝合带的中西段,是康穷蛇绿混杂岩的超基性岩石端元。依据全岩地球化学元素含量,可将康穷蛇纹岩划分为A组和B组2种。两者均富集大离子亲石元素（Rb、Cs）和高场强元素（U、Nb）。经估算,A组蛇纹岩原岩是原始地幔经过10%~17%部分熔融的地幔残留,B组蛇纹岩原岩经历过更高程度的部分熔融（17%~23%）,表明康穷蛇纹岩原岩至少经历过两阶段的部分熔融。初步研究认为,A组蛇纹岩原岩是洋内俯冲初始阶段上涌软流圈地幔部分熔融的地幔残留,受类MOR 型熔体交代作用而仍然亏损轻稀土元素（LREE）,却富集U和Nb,属类MOR 型地幔橄榄岩;B组蛇纹岩原岩是A组蛇纹岩原岩在洋内俯冲带环境再熔融的产物,受玻安质熔体交代作用而相对富集轻稀土元素,属弧前地幔橄榄岩。两者均发生蛇纹石化作用而转变成蛇纹岩,最终因大洋碰撞闭合而残存于缝合带内,是班公湖-怒江新特提斯洋洋内俯冲演化阶段的岩石记录。     

来自蛇绿岩地幔的硫（砷）化物矿物组合

近来在西藏雅鲁藏布江蛇绿岩带的罗布莎蛇绿岩块的地幔豆荚状铬铁矿中发现一个包括金刚石、柯石英、自然元素、合金、氧化物以及硫(砷)化物组成的地幔矿物群。该矿物群的硫(砷)化物具有特殊化学成分并呈包裹体分布在贱金属(BM)和铂族元素(PGE)或它们的合金中,大量化学成分分析得知它们主要由下列元素组成:S、As、Te、Fe、Ni、Co、Cu、Pt、Pd、Ru、Rh、Os、Ir、Mn和Ti。根据化学成分可辨别出约30种硫(砷)化物矿物:FeS、NiS、(Ni,Fe)S、Fe3S2、Ni3S2、(Ru,Os,Ir)S2、Rh7As3、Rh5Ni(Cu)As4、Pd4Rh3As3、Pd8As2、Pd3TeAs、Pd7Te3、RuAs、PtAs2、Ni4Rh3As3、Rh(As,S)2、(Rh,Ir)(As,S)2、Ir(As,S)2、MnS、Ti7S3、Ti7N3、Rh3.5Se3.5CuS2、RhS、Ir2S3、(Ir,Cu)2、S3(Co,Ni,Fe)2(As,S)3、(Ir,Pt)(As,S)2、Ru3(As,S)7以及(BM)x(PGE)yS10-(x y)等,其中包括已定名和未定名的矿物。由于矿物粒度小(<25μm),缺乏X射线分析资料,有待进一步研究。     

Geochemistry of peridotites from the Yap Trench,Western Pacific: implications for subduction zone mantle evolution

ABSTRACT

This study examines the major and trace elements of peridotites from the Yap Trench in the western Pacific to investigate mantle evolution beneath a subduction zone. Major element results show that the peridotites are low in Al₂O₃ (0.31–0.65 wt.%) and CaO (0.04–0.07 wt.%) contents and high in Mg# (Mg/(Mg+Fe)) (0.91–0.92) and have spinels with Cr# (Cr/(Cr+Al)) higher than 0.6 (0.61–0.73). Trace element results show that the peridotites have extremely low heavy rare earth element (HREE) contents compared with abyssal peridotites but have U-shaped chondrite-normalized rare earth element (REE) patterns. The degree of mantle melting estimated based on the major elements, HREEs, and spinel Cr# range from 19% to 25%, indicating that the Yap Trench peridotites may be residues of melting associated with the presence of water in the mantle source. In addition to light rare earth element (LREE) enrichment, the peridotites are characterized by high contents of highly incompatible elements, positive U and Sr anomalies, negative Ti anomalies, and high Zr/Hf ratios. The correlations between these elements and both the degree of serpentinization and high field strength element (HFSE) contents suggest that fluid alteration alone cannot account for the enrichment of the peridotites and that at least the enrichment of LREEs was likely caused by melt–mantle interaction. Comparison between the peridotites and the depletion trend defined by the primitive mantle (PM) and the depleted mantle (DM) suggests that the Yap Trench mantle was modified by subduction-related melt characterized by high contents of incompatible elements, high Zr/Hf ratios, and low HFSE contents. Hydrous melting may have been enhanced by tectonic erosion of the subducting Caroline Plate with complex tectonic morphostructures at the earliest stages of subduction initiation.     

蛇绿岩地幔岩中自由SiO2的发现及其地质意义

自由SiO_2系指石英及其同质多型物(polymorphs)柯石英、斯石英等。石英广泛分布于地壳中的各种岩石中,柯石英和斯石英只存在于超高压岩石和陨石坑中。由于石英和非饱和SiO_2的橄榄石不能共生,因此在地幔橄榄岩和超镁铁岩中不存在原生石英。最近笔者在西藏罗布莎蛇绿岩的地幔岩(方辉橄榄岩)的豆荚状铬铁矿中发现了自由SiO_2和柯石英相。根据高温高压相平衡实验资料,橄榄石、辉石这样的硅酸盐矿物在地幔深部的压力条件下可以分解成简单氧化物,如FeO(方铁矿)、MgO(方镁石)以及SiO_2(斯石英)等。由此推测,西藏蛇绿岩地幔岩中自由SiO_2可能是来自于下地幔的矿物,是地幔柱作用将其搬运到上地幔浅部。     

西藏吉定蛇绿岩地球化学特征及其构造指示意义

吉定蛇绿岩位于雅鲁藏布江蛇绿岩带的中段,是该带保存较好的蛇绿岩之一,通过对该岩体的研究及与附近蛇绿岩剖面的对比有助于恢复早白垩世雅鲁藏布江蛇绿岩带的演化过程。吉定蛇绿岩包括玄武岩、辉绿岩、堆晶岩及地幔橄榄岩四个岩石单元。壳层岩石岩浆结晶顺序为:橄榄石→单斜辉石→斜长石,代表湿岩浆系统分异。吉定蛇绿岩壳层熔岩(玄武岩和辉绿岩)Ti O2含量为0.87%~1.45%,平均1.1%,与印度洋N-MORB玻璃(1.19%)相似。REE配分模式具有明显的LREE亏损特征,稀土配分模式与典型的大洋中脊玄武岩相似。但其微量元素蛛网图上表现为富集LILE,而亏损HFSE,并具有较高LILE/HFSE比值特征,与俯冲带上的(SSZ)蛇绿岩相似。蛇绿岩熔岩在岩石地球化学上表现出既亲MORB,又具部分IAB的特征。结合区域上大竹卡、得几等蛇绿岩岩石及地球化学资料对比分析,提出吉定蛇绿岩形成于在洋内俯冲带上发育起来的弧后盆地,并提出日喀则地区早白垩世洋壳演化的解释模式:雅鲁藏布江中段蛇绿岩至少包含三种组分特征的蛇绿岩体,其代表性剖面分别是吉定,得村和大竹卡,分别形成于近俯冲带的弧后盆地、弧前盆地和弧后盆地,这些洋壳共同组成早白垩世时期的与特提斯洋俯冲带斜交的一条分段发育的洋中脊。     

西藏羌塘中部角木日地区二叠纪玄武岩的地球化学特征及其构造意义

西藏羌塘中部角木日地区出露有大量的二叠纪玄武岩,岩石由拉斑玄武岩和碱性玄武岩组成,SiO2含量在43.87%～54.25%之间,K2O含量较高,平均为0.58%,TiO2含量中等偏高,平均为1.60%,P2O5含量也较高,平均为0.48%,Zr/Y比值平均为6.04,Zr/Nb比值平均为9.88,明显具有富集地幔的特征;∑REE平均为147.5×10-6,轻稀土轻微富集,LaN/SmN比值平均为1.98。这些特征和三江地区的准洋脊型玄武岩一致。综合玄武岩岩石学和地球化学特征,认为二叠纪玄武岩可能形成于准洋中脊环境。     

Geochemistry of arc-related mantle peridotites and gabbros from the Chaldoran ophiolite,NW Iran

ABSTRACT

The Neo-Tethys-related Chaldoran ophiolite peridotites in NW Iran are remnants of mantle lithosphere, exhumed tectonically during the Late Cretaceous. Harzburgite is the predominant peridotite type, associated with oceanic lower crust cumulate gabbros occasionally. The ophiolite rocks are unconformably overlain by Late Cretaceous-Paleocene sediments. New whole-rock geochemistry of the variably serpentinized harzburgites shows a depleted nature, exemplified by low Al₂O₃, CaO, TiO₂, V and Y and high Ni, Cr and Mg and also low rare earth element (REE) contents. The harzburgites present LREE enrichment. Positive correlations between some LREEs and high field strength elements (HFSE) suggest enrichment of LREEs by melt re-fertilization processes. Cr-spinels have Cr number of [Cr# = Cr/(Cr + Al) = 0.53–0.67], showing medium to high degree of partial melting (F = ~17-20%). Both whole-rock and mineral chemistry data show a supra-subduction zone setting and progressive depletion along with increase in spinel Cr# (MOR to fore arc). The cumulate gabbros have high MgO and SiO₂, low TiO₂ and Ti/V < 10 and also low chondrite normalized Dy (<8.5). The gabbro samples show enriched LREEs and LILEs and depleted HREEs and HFSEs with respect to MORBs.

Subduction initiation (SI) model in a fore-arc/proto-fore-arc environment is suggested for the upper mantle evolution of the Chaldoran ophiolite. The rocks have experienced depletion in a second melting process at the later stages of SI and compositions were probably modified by extraction of island arc tholeiitic (IAT) and possibly boninitic (BON) melts. The chemostratigraphic progression for ‘subduction initiation rule (SIR)’ is likely traceable in Chaldoran mafic-ultramafic sequence, which corresponds to the most Neo-Tethyan ophiolites and is similar to MOR to supra-subduction zone (SSZ) evolution of most Iranian ‘Inner’ and ‘Outer Zagros’ ophiolitic peridotites.     

西藏白朗县南闪长岩地球化学、同位素年代学特征及其构造意义

通过对西藏白朗县南地区新发现的中性侵入体岩石学、岩石地球化学、同位素年代学特征的研究,认为其属钙碱性岩系列,具轻稀土元素富集,重稀土元素亏损的特征,岩石地球化学特征具有板内玄武岩特征,为喜马拉雅被动陆缘伸张-挤压阶段的中基性岩,侵入体形成时代为晚三叠世。以上研究为雅鲁藏布江新特提斯洋早期被动陆缘沉积盆地演化历程提供了岩浆岩方面的新证据。     

西藏冈底斯带门巴地区印支期花岗岩地球化学特征及其构造意义

门巴地区晚三叠世花岗岩主要出露在西藏冈底斯构造带的弧背断隆上,主要岩石类型为黑云角闪花岗闪长岩和黑云二长花岗岩。岩石为钙碱性,具有富SiO2、K2O的特点。K2O/Na2O平均为1.13,相对富钾。Al2O3变化于13.27%～15.53%之间,A/CNK平均为1.0,为准铝质岩石。花岗岩体稀土元素总量∑REE变化于99.5×10-6～294.72×10-6之间,轻稀土元素富集,重稀土元素亏损,具弱至中等的负Eu异常。微量元素以富K、Rb、Ba、Th等大离子亲石元素和亏损Nb、Ta、Y、Yb等高场强元素为特征。岩石学和岩石地球化学研究表明,该时代的花岗岩具I型花岗岩的特点,形成于岛弧环境,是新特提斯洋早期俯冲作用的产物。同时它也暗示着冈底斯岩浆弧带在晚三叠世就已成雏形。     

西藏拉昂错剪切橄榄岩中橄榄石初步研究

本文报道作者在拉昂错湖的西部岸边发现的剪切橄榄岩及其所含橄榄石的镜下研究和矿物研究的初步结果.剪切橄榄岩由橄榄石、辉石和尖晶石组成,其主要类型是方辉橄榄岩、二辉橄榄岩和蛇纹石化橄榄岩.橄榄石是高镁的贵橄榄石,其牌号fo为89.54到90.34,说明是地幔橄榄岩,而不是堆晶橄榄岩.在偏光显微镜下,橄榄石呈现波状消光、鲍姆纹、膝折带和碎斑结构,反映了韧性变形的特点.运用氧化缀饰法、化学侵蚀法和透射电镜研究了橄榄石的微结构,表明有位错线、位错环和位错网络存在,进一步反映了剪切橄榄岩经受了塑性流动和韧性变形作用.