中国东部新生代玄武岩中低压单斜辉石的矿物化学及岩石学意义

本文搜集了中国东部11个省区新生代玄武岩中低压单斜辉石(Cpx)—斑晶、微晶Cpx的电子探针分析结果96个,通过大量的计算与投影,研究了Cpx的矿物化学特征,包括Cpx的种属划分及其成分特点,不同种属的Cpx成分变化及Cpx中SiO_2与其它氧化物的相关方程;也分析了Cpx矿物化学的岩石学意义,包括玄武岩的碱度顺序及系列划分,斑晶与微晶Cpx的成分差异及演化方向,Cpx结晶的温、压方程及斑晶形成的条件,玄武岩产出的板块构造环境等等。     

南海新生代玄武岩中单斜辉石矿物化学及成因意义

从南海南大陆坡底至北大陆坡底采集的玄武岩样品,基本可以代表南海新生代岩浆活动的代表性样品.本文中对这些玄武岩中单斜辉石的矿物化学成分进行了研究,研究的单斜辉石以顽透辉石为主(占3/4),还有少量普通辉石及次透辉石等,也出现少量较为罕见的富钙辉石,位于深绿辉石区域内.基质微晶辉石比辉石斑晶更富钙、钛、铁,可能反映了岩浆演化向着富钙、钛、铁方向发展,且碱度逐渐降低.与碱性系列的演化趋势基本一致.由单斜辉石-熔体平衡温压计计算的岩浆房深度分别为碱玄岩岩浆房约49km左右,粗面玄武岩岩浆房约25km;玄武岩岩浆房约15km.由碱玄岩→粗面玄武岩→玄武岩,平衡温度(K)依次降低从1535～1498→1429→1369.南海新生代玄武岩为板内碱性玄武岩.碱性玄武岩系列可能是地幔柱在上升过程中在不同深度处发生部分熔融并伴随有分离结晶作用等物理化学过程的连续演变的产物.     

南海新生代玄武岩中单斜辉石地球化学特征 及其地质意义

南海新生代玄武岩中发育有大量的单斜辉石斑晶,与橄榄石、角闪石等斑晶共存,多数被熔蚀,呈浑圆状,部分发育有很窄的反应边。研究表明单斜辉石具有巨晶的特征,是在高压下在与寄主岩同源的岩浆中形成,没有经历长时间的沉淀生长而直接向上运移被带到地表,因而具有巨晶的主量及微量元素的特征却不具有巨晶的形态。单斜辉石稀土元素含量不高,HREE及LREE亏损,而MREE富集;大离子亲石元素Rb、Ba、Sr均出现明显的亏损,高场强元素Nb、Zr出现亏损而Hf略富集。Nb、Ta与Zr、Hf分馏明显。Th较为富集,而Pb强烈亏损,U的变化范围较大。研究发现南海新生代玄武岩中的单斜辉石的来源较为简单,为地幔柱的直接产物,并没有受到洋中脊—地幔柱相互作用的影响,由于岩浆上升速度较快压力迅速下降,橄榄石大量晶出,引起了岩浆成分的变化,致使单斜辉石与寄主岩成分和结构上没有达到平衡。     

江西广丰早白垩世碱性橄榄玄武岩中单斜辉石矿物化学及其地质意义

江西广丰早白垩世晚期碱性橄榄玄武岩中含有大、小两类单斜辉石斑晶,它们的主量元素间呈线性相关,且与大斑晶、小斑晶相平衡的岩浆Mg#值均类似于寄主岩石的Mg#值,说明它们与寄主岩石同源。早期的单斜辉石大斑晶粒径达1～1.5cm,SiO2,MgO,TFeO,CaO含量和Mg#值相对较低,Al2O3和TiO2含量相对较高,具有碱性玄武岩中单斜斑晶的矿物学特征;而晚期的单斜辉石小斑晶粒径为0.3～0.5cm,SiO2,MgO,TFeO,CaO含量和Mg#值相对较高,Al2O3和TiO2含量相对较低,也具有碱性玄武岩中斑晶的矿物学特征。单斜辉石大斑晶Wo（硅灰石）相对较高,En（顽辉石）含量相对较低,主要为含钛透辉石、含钛次透辉石,结晶温度为1272～1349℃、压力为1.23～1.93GPa,深度相当于41～64km,可能是原始岩浆绝热底辟上升结晶形成的;单斜辉石小斑晶Wo含量相对较低,En含量相对较高,主要为含钛普通辉石和顽透辉石,结晶温度为1186～1220℃、压力为0.44～0.75GPa,深度相当于15～25km,可能是相对原始的岩浆上升到浅部发生结晶分异作用形成的。     

中国东部早第三纪玄武岩中幔源包体的变形特征及其上地幔流变学意义

中国东部含幔源包体的早第三纪玄武岩已发现的有吉林双辽、河北阳原和山西繁峙。本文详细研究了这三个地点幔源包体的变形特征，结果表明，这些地点的幔源包体以尖晶石二辉橄榄岩为主，其结构主要为残斑结构。包体中橄榄石显示明显的优选方位，发育有反映高温位错蠕变机制的位错亚构造。包体的平衡温度在８００一１１００℃之间，压力为０．７一１．７ＣＰａ。来源深度为２８一５２ｋｍ。采用显微构造应力计计算的差异应力在１７一２４ＭＰａ之间，由橄榄岩高温流变律计算的应变速率为１０￣（－１５）－１０￣（－１８）ｓ￣（－１）等效粘滞度为１０￣（２１）一１０￣（２５）ｓｐａ．Ｓ之间。中国东部早第三纪与晚第三纪以后的幔源包体具有基本相同的特征，表明晚第三纪以后的上地幔继承和发展了早第三纪时的特征。中国东部早第三纪以来的上地幔符合大陆拉张带和裂谷上地幔的流变特征。     

大椅山玄武岩中幔源透辉石岩的辉石出溶作用及其地质意义

吉林省辉南县大椅山第四纪玄武岩的幔源透辉石岩包体中发现一种具有斜方辉石和尖晶石出溶叶片的透辉石碎斑 ,认为该碎斑矿物曾经是均一的晶体 ,在后续地质事件的影响下发生了固溶体分解。对透辉石碎斑出溶前后所处的物理化学环境进行的研究表明 ,该区地幔岩在进入玄武质熔浆之前曾经有过上升的历史 ,上升幅度约为 38km。     

中国东部早第三纪玄武岩中幔源包体的变形特征及其上地幔流变学意义

中国东部含幔源包体的早第三纪玄武岩已发现的有吉林双辽、河北阳原和山西繁峙。本文详细研究了这三个地点幔源包体的变形特征，结果表明，这些地点的幔源包体以尖晶石二辉橄榄岩为主，其结构主要为残斑结构。     

鲁东晚白垩世玄武岩及其中幔源包体的岩石学和地球化学研究

山东胶莱盆地大西庄的王氏群玄武岩属于高钛碱性岩系列,全岩40Ar-39Ar年龄为73.2±0.3Ma,形成于晚白垩世岩石富N2O,Mg#值为63-66,(Ne-Hy-Q)值为6.03-10.05,轻稀土富集,(La/Yb)N比值为11.18-12.56,重稀土有一是程度的分异,富集大离子亲石元素,Tb显著正异常,Zr轻微正异常,具有与大陆板内碱性玄武岩类似的特征。εNd(T)值为7.08-7.55,87Sr/86Sr(T)比值为0.7035-0.7038,反映了玄武岩浆来源于亏损的地幔源区,在上升过程中几乎没有受到地壳物质的混染,原始玄武岩浆由软流圈和新生岩石圈地幔分别部分熔融产生的熔体相混合而形成,起源深度为50-70km。玄武岩含有幔源包体,岩石类型为尖晶石二辉橄榄岩。包体的温压估算结果为T=1010-1140℃,P=20kb。包体的矿物相与平衡温压估算值以及玄武岩浆起源深度估计值表明,胶州地区晚白垩世时岩石圈厚度大约为60-70km,岩石圈地幔具有新生的性质。因此,中国东部岩石圈减薄发生在125-73Ma之间。此后,中国东部进入了统一的以拉张为主的动力学背景之下。     

内蒙古集宁新生代玄武岩中橄榄岩包体矿物化学特征及其地幔演化意义

在无水"干"体系的四矿物相橄榄岩中,单斜辉石由于熔点低而通常记录着丰富的部分熔融作用和地幔交代作用信息。在详细岩相学特征和组成矿物主元素分析基础上,重点对内蒙古集宁玄武岩中橄榄岩包体的单斜辉石进行了激光原位微量元素研究。通过与新生代时华北具古老克拉通地幔特征(如鹤壁)和具新生岩石圈地幔特征(如山旺)的橄榄岩对比,讨论了新生代时集宁地区陆下岩石圈地幔性质及其形成和演化机制。集宁地区岩石圈地幔是相当于原始地幔经过较低程度的部分熔融抽取形成的,除个别样品的部分熔融程度5%外,多数样品为5%～10%。橄榄岩的平衡温度与橄榄石Mg#关系表明新生代时集宁地区的陆下岩石圈地幔是不均一的,无明显分层现象,表现为饱满与过渡型地幔的共存。这种主体饱满并兼有过渡型地幔的不均一现象,可能是软流圈物质对古老地幔进行不均匀侵蚀、改造和置换作用的结果。     

中国东部深源包体和新生代辉石地温的研究

中国东部新生代宏玄武岩广泛发育,它们在时间和空间上表现为明显的分带。在新生代玄武岩中赋存着丰富的地幔碎裂－二辉橄榄岩包体和高压巨晶,为研究上地幔组成和岩浆演化提供大量信息。人选必其他研究者的资料,从岩石学,矿物学,地球化学及热力学的观点,对中国东部新生代玄武岩中赋存的深源包体和新生代辉石地温进行探讨。     

吉林省敦化东部地区新生代玄武岩地球化学特征及其地质意义

吉林省敦化东部地区新生代玄武岩大面积发育,为了解研究区深部地幔源区性质及本区玄武岩形成机制提供了良好的条件。研究区新生代玄武岩岩石学、地球化学特征研究结果表明,玄武岩为稀土元素富集型(LREE为59.56×10~(-6)~211.51×10~(-6)),具有富集大离子亲石元素Rb、Ba、K、P,亏损高场强元素Th、U、Hf的特征,并且Nb(9.49%~49.2%)、Ta(0.56%~3.33%)元素质量分数较高,说明其原始岩浆来源于岩石圈地幔及软流圈地幔的混合,且为在板内张性的构造环境下形成的大陆喷溢玄武岩。     

内蒙朝克山辉长岩中单斜辉石矿物化学特征及地质意义

内蒙贺根山带广泛发育古生代基性岩浆岩,为探讨其岩浆源区和岩石成因,进一步了解中亚造山带东段古生代构造背景,笔者对朝克山蛇绿岩进行了矿物学研究。矿物电子探针结果显示,辉长岩中单斜辉石均属于透辉石,既有碱性特征,也有拉斑特征,SiO₂含量为50.75%～52.99%,具有高的Al₂O₃,含量为2.03%～3.77%,相对亏损轻稀土元素(La/Sm)_N=0.12～0.22和高场强元素(HFSE;Nb、Ta、Zr、Hf、Ti负异常),富集大离子亲石元素(LILEs),与辉长岩全岩的特征程度相一致,共同指示岩体母岩浆可能为亚碱性的拉斑玄武质岩浆向碱性玄武质岩浆演化的趋势。单斜辉石的平衡温度为1 099～1 242℃,平衡压力为1.5～6.4 kbar,深度为5～21 km,显示明显的深源特征。结合前人研究成果,笔者认为朝克山蛇绿岩形成于弧后盆地环境。     

山东省第四纪玄武岩中幔源包体的变形特征及其上地幔流变学意义

山东省民玄武岩中含有数量，大小不等的幔源包体。这些包体主要为尖晶石二辉橄榄岩，以原生粒状和残斑结构为特征。包体中橄榄石的位错亚构造反映了上地幔高温蠕变机制。包体的平衡在８００－１０００℃之间，压力为０．８－２．０ＧＰａ，相应的来源深度为２８－６５ｋｍ。在该深度范围内，上地幔的流动应力为１３－２６ＭＰａ，应变速度为１０＾－１４－１０＾０２０Ｓ＾－１，等效粘滞度为１０＾２０－１０＾２５Ｐａ．ｓ，符合大     

山东省第四纪玄武岩中幔源包体的变形特征及其上地幔流变学意义

山东省第四纪玄武岩中含有数量、大小不等的幔源包体。这些包体主要为尖晶石二辉橄榄岩，以原生粒状和残斑结构为特征。包体中橄榄石的位错亚构造反映了上地幔高温蠕变机制。包体的平衡温度在８００—１１００℃之间，压力为０．８—２．０ＧＰａ，相应的来源深度为２８—６５ｋｍ。在该深度范围内，上地幔的流动应力为１３—２６ＭＰａ，应变速率为１０－１４—１０－２０ｓ－１，等效粘滞度为１０２０—１０２５Ｐａ·ｓ，符合大陆拉张带上地幔的特征。作者认为，中国东部上地幔在早第三纪或之前开始有底辟上涌，它导致岩石圈的减薄以及地壳的拉张，造成中国东部的拉张环境和裂谷的发育。上地幔的这种运动可能在新第三纪达到高峰，而在第四纪已减弱     

中国东部几个地区新生代玄武岩中单斜辉石—熔体平衡温压—兼论幔源包体的成因

以中国东部宽甸、汉诺坝和明溪含有幔源包体的新生代玄武岩中的单斜辉石斑（巨）晶为研究对象,采用最新的单斜辉石－熔体平衡温压计对单斜辉石斑（巨）晶－熔体进行了平衡温压计算。结果表明,碱性玄武岩中的单斜辉石斑晶结晶温度和压力高于共生的亚碱性玄武岩中的单斜辉石斑晶,单斜辉石巨晶的结晶温度和压力高于单斜辉石斑晶。这说明碱性玄武岩的形成深度大于亚碱性玄武岩,单斜辉石巨晶是更高压力下的结晶产物,单斜辉石斑晶在岩浆上升的不同深度均有晶出。回归分析表明,尽管携带幔源包体的玄武岩浆上升速度较快,但并不是绝热上升。单斜辉石斑（巨）晶的结晶温压条件与同一地点幔源包体平衡温压条件的对比表明,单斜辉石巨晶和碱性玄武岩中的部分单斜辉石斑（巨）晶的结晶温压大于幔源包体的平衡温压,表明了包体寄主岩浆的来源深度大于包体的深度。因此,幔源包体是寄主岩浆上升途中捕虏的上地幔碎块,而非寄主岩浆形成源区的残留体。     

中国东部新生代玄武岩中橄榄石的矿物化学

作者搜集了中国东部新生代玄武岩及其包体中橄榄石化学成分278个,通过计算、投影,研究了它们的矿物化学特征,并与国内外金伯利岩及其包体中橄榄石化学成分20个进行了对比,分析了它们的地质、找矿意义及固-液平衡问题.     

中国东部新生代玄武岩中单斜辉石巨晶的主要特征及成因信息

作者通过对我国东部新生代玄武岩中巨晶Cpx的109个样品的化学成分的统计、计算及投影,研究了Cpx巨晶的产状、物性及矿物化学的主要特征,并对其成因信息提出了自己的看法。Cpx巨晶的成分以A1_2O_3、A1~(v1)较高而Ti、Mg'中等为特征。但在“反应边”中,A1_2O_3、Na_2O、A1、A1~(v1)则明显降低。我国巨晶以普通辉石为主,而透辉石、次透辉石及顽透辉石少见。国内不同地区的Cpx巨晶成分也略有不同:华南区巨晶的Wo较高而A1_2O_3较低;华北区Fs、A1_2O_3较高;而东北区En较高而A1_2O_3中等。有关Cpx巨晶的成因信息,作者的观点是:(1)巨晶Cpx是寄主玄武岩浆在上地幔中结晶的产物,而不是地幔解体的捕虏晶。(2)我国巨晶Cpx的结晶温度是1021—1209℃,压力为1.4—3.2GPa,所以,Cpx巨晶的结晶深度为48—104Km。(3)我国东部新生代玄武岩均产于大陆板块内部,以碱性玄武岩成分为主,而拉斑玄武岩较少。     

《中国东部新生代玄武岩及深源岩石包体》

这本书是中国科学院地质研究所的最新重大科研成果之一。它是一本全面系统地阐述中国东部新生代火山岩及其超镁铁岩包体的专著,由鄂莫岚研究员和赵大升副研究员主编,九位作者(包括中国地质大学两位教授)共同完成,1987年12月科学出版社出版。     

中国东部新生代玄武岩及其地幔包体的氧逸度

地幔环境的氧逸度与温度和压力一样,是控制许多地幔过程的一个重要参数。本文计算了中国东部几个具有代表性地区的玄武岩和尖晶石二辉橄榄岩的氧逸度,尖晶石二辉橄榄岩的氧逸度变化不大,均位于１ｏｇ（ｆｏ２）＝ｌｏｇ（ｆｏ２ＦＭＱ）＋０．０左右,而各地区玄武岩的氧逸度却变化很大,其平均值从尚志地区的ｌｏｇ（ｆｏ２ＦＭＱ＋０．６到长白山地区的ｌｏｇ（ｆｏ２ＦＭＱ）＋３．３左右（其中东北地区钾质玄武岩的氧逸度比除尚志以外其它地区的低）,并且总体具有比地幔橄榄岩高得多的氧逸度。推测钾质玄武岩和尚志地区破性玄武岩的氧逸度比中国东部其它地区玄武岩的氧逸度低的可能原因是,前二个地区的玄武岩来源于更深部的（金云母）石榴石二辉橄榄岩,而其它地区的玄武岩来源于略浅部的尖晶石二辉橄榄岩。     

新疆阿尔泰东部新生代玄武岩的地球化学特征与地质意义

新疆阿尔泰东部哈拉乔拉出露有新生代玄武岩,K—Ar法测得玄武岩的年龄在10～20Ma,地球化学分析结果表明哈拉乔拉玄武岩具有高TiO2含量、高钾富碱的特点,属于典型的橄榄玄粗岩系列;强烈富集不相容元素和轻稀土元素,显示出源区富集的特点。（^87Sr/^86Sr）．为0．704432～0．704538,（^143Nd／^144Nd）i为0．512641～0．512779,εNd（t）为0．29～1．03,其Sr-Nd同住素特征和地球化学特征都与洋岛玄武岩（OIB）相似。La／Nb（0．765～0．823）、Nb／U（35．02～52．01）等不相容元素的比值指示了源区中可能存在少量循环地壳物质。综合对比南天山托云等地区新生代玄武岩,中亚地区的地球化学性质相似的新生代火山岩分布零星,空间上与大型断裂相对应,不应是前人地幔柱成因的观点。本文结合中亚地区古生代地壳的演化特点,提出中亚地区的新生代类OIB型玄武岩来源于中亚地区已被改造的富集地幔。