高压下NaCl水溶液的Raman光谱不连续性及其在岩石学研究中的应用

NaCl-H2O体系是地球内部流体的主要组分.高温高压下研究NaCl-H2O体系的性质、结构和行为的变化对于研究地球的物质演化、元素的迁移以及地质灾害的预测和防止等都具有很重要的意义.近年来,关于高压下纯水的结构和性质的研究较多,然而关于NaCl水溶液的结构变化的高压实验研究则相对较少.     

俯冲带温度条件下橄榄石中硅氧四面体的非谐振动:透射红外光谱研究

橄榄石既是上地幔的主要矿物,又是俯冲板块的主要矿物。在正常地幔温度条件下,橄榄石中原子之间的振动是非谐振动,这已成为学界共识;然而,对于俯冲带的较低温情况,橄榄石中原子之间的振动的非谐性是否重要,目前还没有比较一致的结论。本研究利用透射红外光谱的方法,系统研究了室温下不同厚度橄榄石中硅氧四面体的红外光谱特征,并着重对其在2100~1500cm-1区域形成的二倍频峰/合频峰进行了指认。在此基础上,本研究通过采集不同温度下的透射红外光谱数据(最高温度达约450℃),确立了橄榄石中硅氧四面体的相应基频峰及二倍频峰峰位对温度的依赖性,进而得出其相应红外振动的非谐系数(χ)随温度(T)的变化关系,具体为:χ838=6.37(2)×10-7×T+0.0014(1)及χ993=7.86(3)×10-7×T+0.0015(1),其中温度的单位为℃。外推到600℃时,有χ838=0.0018(1)及χ993=0.0020(2)。这些结果表明,在俯冲带的较低温条件下,橄榄石中硅氧四面体的内部振动的非谐性可能不重要。     

吕梁山前寒武纪野鸡山群火山岩的地质学、地球化学及其构造意义

吕梁山前寒武纪变质杂岩位于华北克拉通中部带中段西侧。其中野鸡山群位于该杂岩的中西部,呈NNE-SSW向狭长带状展布。野鸡山群的底部保存了变质的滨海-浅海相的砾岩和粗砂岩,中部主体岩性为变质玄武岩和玄武质安山岩,保存了良好的枕状构造,发育同期辉长岩浅成侵入体,并有少量的变质安山岩、英安岩和流纹岩。变质火山岩之上发育了良好的薄层状复理石沉积,记录了深水海相火山喷发和沉积特征。复理石之上以角度不整合沉积了河流相砾岩和含砾砂岩。岩石化学分析表明,野鸡山群火山岩有右斜式稀土配分模式,稀土总量在101×10^-6~240×10^-6范围内, (La/Yb)_N比值在6~13之间变化。随着SiO₂的增加(La/Yb)_N和负Eu异常明显增加。在原始地幔标准化的蛛网图上,所有的岩石都表现了明显的Nb、Ta、Sr、P、Ti负异常。岩石成因研究揭示这套变质火山岩组合的原始岩浆导源于成分相当于尖晶石二辉橄榄岩与石榴石二辉橄榄岩大约以等量混合地幔源区的低度部分熔融。岩浆演化过程中经历了单斜辉石和少量斜长石的分离结晶,并在上升过程中受到了地壳物质的混染。综合地质学、岩石学和地球化学研究,结合前人的Sm-Nd同位素研究成果,野鸡山群变质火山岩组合最有可能形成于大陆边缘岛弧的弧后靠近岛弧一侧的构造背景,其形成可能与古元古代晚期洋壳俯冲作用有关。     

陕北鄂尔多斯盆地埋藏变质作用研究

本文系统地研究了陕北鄂尔多斯盆地的埋藏变质作用。砂岩胶结物在成岩到变质作用转化过程中经历了如下4个阶段:1.粘土胶结阶段;2.压溶长石、石英再生长阶段;3.碳酸盐胶结阶段;4.生成浊沸石阶段。泥岩中粘土矿物组合在埋藏变质过程中出现如下转化:早期蒙皂石、高岭石组合,随埋深的增加转化为伊利石和镁铝蛇纹石混合阶段;进一步埋深出现了伊利石和绿泥石混层阶段;最后转化为分散状的伊利石和绿泥石。     

传统温压计在低温榴辉岩应用中的局限:以西南天山超高压变质带为例

榴辉岩相变质岩石的温压研究对理解高压-超高压变质带的形成和演化具有重要意义,但西南天山低温榴辉岩运用石榴石-绿辉石（-多硅白云母）温压计计算的压力普遍低于相平衡模拟的结果.为此,在Zhang et al.（2017）对含霓辉石榴辉岩研究结果的基础上,对该区域内榴辉岩及其脉体中的绿辉石进行了岩相学和矿物化学的研究,结果表明绿辉石普遍发育环带结构:从核部到边部,Fe3+含量降低,Al含量增加,Fe3+/Al比值的降低对应于霓石含量的降低和硬玉含量的升高.相平衡模拟中硬玉分子等值线的计算结果表明具有最高硬玉含量的边部绿辉石在降压阶段生长.因此,具有最高含量的硬玉组分的绿辉石并不一定代表峰期压力,在应用石榴石-单斜辉石（-多硅白云母）传统温压计时需谨慎,尤其是应用于低温的、具有复杂环带模式的矿物组合时要尤为慎重.      

董申保教授在北京大学

70多年来,董申保老师一直从事地质学研究与教育工作,为我国地质行业发展与教育事业做出了巨大贡献,其中在北京大学学习、工作将近40年。2007年9月17日恭逢董先生九十华诞,我们将他在北大学     

榍石LA-SF-ICP-MS U-Pb定年及对结晶和封闭温度的指示

榍石富含U、Th,贫Pb,是U-Pb定年的理想矿物之一。本文采用激光剥蚀-高分辨等离子体质谱建立榍石U-Pb定年方法,采用25~30μm激光斑束,准确测定榍石U-Pb标准样品BLR-1（~1048Ma）、OLT-1（~1014Ma）和Pakistan（~21.4Ma）,以及年轻榍石样品（<100Ma）U-Pb年龄,提高了检测准确性和空间分辨率。综合对比共生锆石和榍石U-Pb年龄、榍石颗粒微量元素和U-Pb年龄环带及不同成分岩浆岩（SiO₂含量48.1%~77.0%）中岩浆榍石的结晶温度,结果表明：岩浆演化过程中,榍石具有宽泛的结晶温度（600~900℃,峰值~750℃）,主要集中于岩浆演化中晚期结晶,榍石U-Pb同位素封闭温度接近或略低于锆石,因此同一岩浆体系中锆石与榍石的年龄差异可能反映了该熔体较晚达到榍石饱和,而非熔体热演化历史或封闭温度信息。     

蒙皂石伊利石化的三种成因机制

蒙皂石伊利石化的三种成因机制张立飞（北京大学地质学系，１００８７１）蒙皂石的伊利石化（ｉｌｌｉｔｉｚａｔｉｏｎ）是粘土矿物在沉积成岩阶段或进入很低温变质阶段所发生的最常见的一种反应过程。其研究对于探讨成岩作用过程和石油的形成、运移都有重要意义。但有关...     

西南天山超高压变质带的两类石榴角闪岩

角闪岩是西南天山超高压变质带变基性岩的常见岩石类型之一.野外关系和矿物反应结构表明,大多数角闪岩是由榴辉岩或蓝片岩受到不同程度的钠长绿帘角闪岩相退变质叠加形成的.但对于一些平衡结构发育良好且孤立产出的角闪岩类型（如石榴角闪岩）仍缺乏系统的岩石学研究.本次从岩相学、矿物成分以及热力学模拟几个方面对哈布腾苏河下游地区超高压带内不含钠长石的石榴角闪岩开展了详细的工作.这些石榴角闪岩的主要矿物为绿色角闪石（钙质-钠钙质闪石）、帘石（黝帘石-绿帘石）和石榴石,三者总体积占80%~90%,明显有别于大多数由榴辉岩退变而成的含有钠长石变斑晶的石榴角闪岩.虽然这些角闪岩化学成分十分相近,都具有富钙贫钠和高的Mg/（Mg+Fe）比值,但在结构、构造和矿物组成等方面存在显著差异,据此将它们划分为两类.第一类角闪岩基质中不含石英,保存在变斑晶中的少量残余矿物组合为石榴石+绿辉石+硬柱石+蓝闪石+金红石,指示峰期硬柱石榴辉岩相变质条件,富钛矿物全部为金红石.第二类角闪岩强烈面理化,面理由绿色角闪石、绿帘石和绿泥石以及条带状石英集合体构成.石榴石粒度呈双峰式分布,粗粒比细粒低钙低锰.基质和包体中均未发现高压变质特征矿物绿辉石和蓝闪石.富钛矿物以榍石为主,金红石和钛铁矿仅存在于个别石榴石中.两类角闪岩的石榴石成分具有较大区分度,前者的钙含量较高而镁含量较低.P-T视剖面计算显示它们的峰期条件为480~520 ℃,30~33 kbar,均达到超高压范围,与哈布腾苏河下游及以西地区的榴辉岩相似,表明西南天山超高压变基性岩构成沿中天山南缘断裂延伸数十千米的独立地质单元,不存在所谓的俯冲隧道混杂现象.      

超高压变质作用研究现状及问题

本文从超高压变质作用的矿物学、Ｐ－Ｔ－ｔ轨迹和超高压地体抬升、保存机制三个方面总结了近年来超高压变质作用研究所取得的重要进展和存在的问题。超高压变质作用的矿物学研究正在向深入发展，其Ｐ－Ｔ－ｔ轨迹具有三种成因类型。而其超高压地体的抬升、保存机制则是争论的焦点，其中增生楔模式（Ｐｌａｔｔ，１９８７）和连续俯冲─仰冲机制较好地解释了抬升过程，但也存在一些问题需进一步研究。