汉诺坝玄武岩中熔体-捕虏体相互作用初步研究 被引量：2

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作者 杜星星 樊祺诚 《岩石矿物学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2010年第4期377-386,共10页

汉诺坝新生代玄武岩捕获的地幔橄榄岩及其解体矿物橄榄石、单斜辉石、斜方辉石捕虏晶,普遍发育反应边结构,提供了玄武岩浆在上升穿越岩石圈地幔过程中橄榄岩-熔体相互作用的重要信息。橄榄石和单斜辉石捕虏晶反应边的成分变化一致,由核... 汉诺坝新生代玄武岩捕获的地幔橄榄岩及其解体矿物橄榄石、单斜辉石、斜方辉石捕虏晶,普遍发育反应边结构,提供了玄武岩浆在上升穿越岩石圈地幔过程中橄榄岩-熔体相互作用的重要信息。橄榄石和单斜辉石捕虏晶反应边的成分变化一致,由核部富镁向边部富铁变化,趋同于玄武岩中相应斑晶的成分。斜方辉石捕虏晶反应边一般由橄榄石+单斜辉石+玻璃构成,多为双层结构,反应边矿物橄榄石、单斜辉石较相应的地幔矿物富铁,其富硅、碱的中酸性玻璃成分,为中国东部地幔矿物包裹体中存在的富硅、碱熔体的来源提供了重要信息。同时发现橄榄岩捕虏体中尖晶石颜色、成分的变化与温度的关系。地幔矿物捕虏晶反应边结构(非平衡结构)得以保存,暗示了玄武岩浆的快速上升。而大规模的熔体-捕虏体相互作用,改变着岩石圈地幔的性质。 展开更多

关键词 熔体-捕虏体相互作用 捕虏晶 反应边 岩石圈地幔 玄武岩 汉诺坝

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含CO_(2)硅酸盐熔体-橄榄岩反应的实验研究:对中国东北异剥橄榄岩和单斜辉石岩捕虏体成因的制约

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作者 张薇 王春光 +2 位作者 许文良 杨德彬 李本仙 《矿物岩石地球化学通报》 北大核心 2025年第1期72-83,I0003,共13页

东北地区新生代碱性玄武岩中辉石岩和异剥橄榄岩捕虏体的岩石学和矿物化学特征暗示其形成于含CO_(2)熔体-橄榄岩反应,为进一步限定熔体-橄榄岩反应的类型及其经历的深部过程,本文使用反应偶的方法进行了含CO_(2)熔体和橄榄岩相互作用的... 东北地区新生代碱性玄武岩中辉石岩和异剥橄榄岩捕虏体的岩石学和矿物化学特征暗示其形成于含CO_(2)熔体-橄榄岩反应,为进一步限定熔体-橄榄岩反应的类型及其经历的深部过程,本文使用反应偶的方法进行了含CO_(2)熔体和橄榄岩相互作用的系列实验。结果显示,在1.5 GPa、1275℃条件下,CO_(2)从硅酸盐熔体中分离,熔体对橄榄岩的改造作用较弱;在2~3 GPa、1325~1375℃条件下,CO_(2)存在于硅酸盐熔体中,反应造成橄榄岩中单斜辉石的显著富集,尤其在3 GPa、1375℃条件下,在熔体-橄榄岩界面形成单斜辉石岩反应带。含CO_(2)硅酸盐熔体-橄榄岩反应形成的单斜辉石具有较低的Mg/(Mg+Fe)值,矿物成分变异趋势与前人碳酸盐熔体-橄榄岩反应的实验结果相反。通过实验结果与东北地区地幔捕虏体的对比研究,认为汪清单斜辉石岩和异剥橄榄岩捕虏体是含CO_(2)硅酸盐熔体-橄榄岩反应的结果,而双辽、蛟河辉石岩和异剥橄榄岩捕虏体是碳酸盐熔体-橄榄岩反应的结果。 展开更多

关键词 熔体-橄榄岩反应实验 单斜辉石岩 异剥橄榄岩 地幔捕虏体 中国东北地区

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橄榄岩-熔体的相互作用:岩石圈地幔组成转变的重要方式 被引量：64

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作者 张宏福 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期65-75,共11页

橄榄岩-熔体/岩浆的相互作用常被用来解释蛇绿岩套橄榄岩、造山带橄榄岩、超镁铁质侵入杂岩体、地幔橄榄岩捕虏体中某些具有不平衡结构和矿物组成的岩石的形成过程。橄榄岩-熔体的反应主要有两种方式,即消耗橄榄石(和单斜辉石)生成斜方... 橄榄岩-熔体/岩浆的相互作用常被用来解释蛇绿岩套橄榄岩、造山带橄榄岩、超镁铁质侵入杂岩体、地幔橄榄岩捕虏体中某些具有不平衡结构和矿物组成的岩石的形成过程。橄榄岩-熔体的反应主要有两种方式,即消耗橄榄石(和单斜辉石)生成斜方辉石或消耗斜方辉石生成橄榄石(和单斜辉石)。反应的结果不仅造成矿物百分含量的变化,而且造成矿物组成的变化;后者更重要但未引起足够的重视。华北东部中生代玄武质岩石中具有环带状结构的橄榄石和辉石捕虏晶,特别是具有环带状结构的地幔橄榄岩捕虏体的发现,暗示这种橄榄岩-熔体的相互作用在华北东南部中生代岩石圈地幔中很可能普遍存在,为岩石圈地幔组成转变和快速富集的重要方式。这是全球首例由橄榄岩-熔体相互反应造成的岩石圈地幔大规模的组成变化。反应熔体来源途径主要有地壳来源和软流圈地幔来源。来源不同的熔体与橄榄岩的反应造成的组成变化完全不同。 展开更多

关键词 华北东部 中生代 捕虏晶和捕虏体 橄榄岩-熔体反应 岩石圈地幔

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上地幔熔体-岩石相互作用与大陆地幔演化 被引量：19

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作者 徐义刚 《地学前缘》 EI CAS CSCD 1998年第A08期76-85,共10页

根据实验岩石学、幔源岩石的岩石地球化学资料以及微量元素地球化学理论模拟等，评述了上地幔熔体岩石相互作用研究领域的最新进展，指出熔体岩石相互作用不仅深刻地制约了岩石圈地幔的矿物学、地球化学和物理性质的变化以及地幔不均一... 根据实验岩石学、幔源岩石的岩石地球化学资料以及微量元素地球化学理论模拟等，评述了上地幔熔体岩石相互作用研究领域的最新进展，指出熔体岩石相互作用不仅深刻地制约了岩石圈地幔的矿物学、地球化学和物理性质的变化以及地幔不均一性的形成及演化，而且也会最终控制各种构造环境下喷出岩浆的地球化学特征，以及深部岩浆的分离机制。 展开更多

关键词 大陆地幔 熔体-岩石 相互作用 地幔 地球化学

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华北岩石圈地幔的多次组成转化过程:橄榄岩与不同来源熔体间的相互作用——来自地幔橄榄岩捕虏体的岩石学和Li、Fe等同位素地球化学证据

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作者 张宏福 英基丰 +4 位作者 汤艳杰 张瑾 赵新苗 杨岳衡 肖燕 《矿物岩石地球化学通报》 CAS CSCD 2007年第z1期36-38,共3页

　　华北克拉通显生宙以来岩石圈的巨厚减薄是全球古老克拉通地区难得的重要地质现象,这一地区已成为研究古老岩石圈稳定性和改造过程的理想地区,也是我国继青藏高原隆升和大别-苏鲁超高压变质带之后又一个国际热点地区.……

关键词 橄榄岩捕虏体 Li同位素 FE同位素 岩石圈地幔 橄榄岩-熔体相互作用

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北疆卡鲁安Li-Be-Nb-Ta伟晶岩岩浆-热液过渡过程与晶体-熔体-流体相互作用:锆石矿物学记录 被引量：2

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作者 冯浩轩 罗耀清 +2 位作者 白应雄 曹冲 武阳 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期3353-3368,共16页

新疆卡鲁安伟晶岩型Li-Be-Nb-Ta矿床是阿尔泰造山带内重要的锂矿床之一。本文研究发现,卡鲁安富锂伟晶岩的各内部结构带,即钠长石-石英-白云母带(Ⅰ)、锂辉石-钠长石-石英带(Ⅱ)和锂云母-锂辉石-钠长石-石英带(Ⅲ)中的锆石结构和成分变... 新疆卡鲁安伟晶岩型Li-Be-Nb-Ta矿床是阿尔泰造山带内重要的锂矿床之一。本文研究发现,卡鲁安富锂伟晶岩的各内部结构带,即钠长石-石英-白云母带(Ⅰ)、锂辉石-钠长石-石英带(Ⅱ)和锂云母-锂辉石-钠长石-石英带(Ⅲ)中的锆石结构和成分变化复杂,均发育三类、不同世代的锆石:Zr-P、Zr-A和Zr-O。Zr-P为原生岩浆锆石,它们具有均匀或振荡CL结构,相似的低HfO_(2)和Li、Be、Al、P、Ca、Fe、Nb、Cs、Ta含量。Zr-P_(Ⅰ)和Zr-P_(Ⅱ)的稀土元素配分模式呈左倾型,而Zr-P_(Ⅲ)的稀土配分模式呈平坦型,这与磷灰石和锰铝榴石分离结晶或熔-流体相互作用有关。Zr-A的CL结构不均匀,发育孔洞、微小富U/Th矿物包裹体,并含较高的Be、Al、P、Ca、Fe、Nb、Cs和Ta含量。Zr-A_(Ⅰ)和Zr-A_(Ⅱ)锆石显示相似的富集轻稀土、平坦式重稀土的M型稀土元素配分模式,而Zr-A_(Ⅲ)显示与Zr-P_(Ⅲ)相同的平坦型稀土配分模式。显微结构和成分差异表明,Zr-A是由原生岩浆锆石溶解-再沉淀而来,其中Zr-A_(Ⅰ)、Zr-A_(Ⅱ)锆石形成于岩浆热液过渡阶段的晶体-熔体-流体相互作用,而Zr-A_(Ⅲ)为流体交代的产物。Zr-O形成最晚,它们的CL结构均匀且强度最高,含最低UO_(2),而HfO_(2)、Li、Be、Al、P、Ca、Fe、Nb、Cs和Ta含量与原生岩浆锆石Zr-P相似,为热液成因。因此,卡鲁安富锂伟晶岩经历了岩浆、岩浆-热液过渡和热液多阶段演化,流体出溶后的晶体-熔体-流体相互作用活化早期锂辉石中的Li为伟晶岩晚期锂云母矿化(锂再富集)提供了重要物质条件。 展开更多

关键词 锆石 岩浆-热液过渡 晶体-熔体-流体相互作用 富锂伟晶岩 卡鲁安

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南海北部及其沿岸中、新生代壳幔相互作用与构造演化——纪念“陆缘扩张带”概念的倡导者陈国达教授 被引量：16

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作者 邹和平 《大地构造与成矿学》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期78-86,共9页

新生代火山岩中的深源捕虏体资料反映,南海北部及其沿岸地区岩石圈地幔的主体由主量元素易熔组分相对饱满的、同位素组成类似MORB-OIB型的、高温型的二辉橄榄岩所组成;但在其顶部残留有古老的岩石圈地幔,它由主量元素易熔组分相对贫瘠... 新生代火山岩中的深源捕虏体资料反映,南海北部及其沿岸地区岩石圈地幔的主体由主量元素易熔组分相对饱满的、同位素组成类似MORB-OIB型的、高温型的二辉橄榄岩所组成;但在其顶部残留有古老的岩石圈地幔,它由主量元素易熔组分相对贫瘠的、同位素组成类似EM型的、较低温的方辉橄榄岩组成。在下地壳底部,分布着由晚中生代幔源岩浆分离结晶和堆晶的基性麻粒岩。由此提出了该区中、新生代壳 -幔或岩石圈 -软流圈相互作用与构造演化的简略模式: (1)印支期 -燕山早期为地壳岩石圈厚度增大的华夏型后地台活化造山带环境;(2)燕山晚期岩石圈快速减薄(如拆沉作用),造山带拉伸塌陷,地壳深处并发生广泛的底侵作用; (3)始新世 -渐新世软流圈再次上涌(如地幔柱的影响),岩石圈地幔发生底蚀减薄,地壳也因为下部层的塑性流展和上部层的张裂拉伸而减薄; (4)中新世以来,由于地幔热源在拉伸环境中被释放,壳幔发生冷却,部分软流圈地幔转化为“新生的”岩石圈地幔。研究进一步说明,南海北部陆缘扩张是该区大陆构造演化到大陆活化造山带后期,在深部壳 -幔的相互作用下,岩石圈所发生的垂向减薄和侧向伸展,既不同于弧后扩张,也不是受控于大西洋式的海底扩张。 展开更多

关键词 壳-幔相互作用 构造演化 后地台活化 深源捕虏体 南海北部

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华北地幔捕虏体Fe-Mg-Ca同位素研究进展

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作者 赵新苗 贾喜良 +2 位作者 易春霞 张兆峰 朱祥坤 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期3683-3694,共12页

近年来,得益于同位素分析技术和质谱仪器性能的提高,使得铁(Fe)、镁(Mg)和钙(Ca)等非传统稳定同位素的高精度测量成为可能,并很快在地球化学、天体化学和生物地球化学等研究领域取得了丰硕的成果。本文通过对比分析来自华北克拉通不同... 近年来,得益于同位素分析技术和质谱仪器性能的提高,使得铁(Fe)、镁(Mg)和钙(Ca)等非传统稳定同位素的高精度测量成为可能,并很快在地球化学、天体化学和生物地球化学等研究领域取得了丰硕的成果。本文通过对比分析来自华北克拉通不同地区不同类型地幔捕虏体的Fe、Mg和Ca位素组成特征,揭示华北克拉通岩石圈地幔Fe、Mg和Ca同位素组成不均一性的成因,并在此基础上,探讨华北大陆岩石圈地幔演化过程如部分熔融、橄榄岩-熔体反应过程、熔体的性质和来源等科学问题,为华北克拉通岩石圈的演化过程提供新证据。 展开更多

关键词 Fe、Mg和Ca同位素 地幔捕虏体 橄榄岩-熔体反应 大陆岩石圈地幔 华北克拉通

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超级喷发(超级侵入)后成矿作用 被引量：30

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作者 罗照华 周久龙 +2 位作者 黑慧欣 刘翠 苏尚国 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期3131-3154,共24页

本文仿照超级喷发的概念定义了超级侵入,并将超级火山对应于大型岩基。文章聚焦于这样一个科学问题:为什么大规模成矿作用发生在紧接着超级喷发和超级侵入之后?为此,首先探讨了峨嵋山地幔柱系统的活动规律。尽管少数学者对玄武质岩浆大... 本文仿照超级喷发的概念定义了超级侵入,并将超级火山对应于大型岩基。文章聚焦于这样一个科学问题:为什么大规模成矿作用发生在紧接着超级喷发和超级侵入之后?为此,首先探讨了峨嵋山地幔柱系统的活动规律。尽管少数学者对玄武质岩浆大规模喷出之前的千米级地壳隆升提出了质疑,峨嵋山火山岩系第一旋回底部玄武岩直接覆盖在喀斯特之上的新观察支持千米级隆升的认识。这表明,峨嵋山地幔柱快速上涌之初期,岩石圈子系统在相当长一段时间没有作出伸展响应,尽管局部已经发生了地壳岩石的部分熔融。因此,岩浆通道形成之后,首先喷出了巨厚层玄武岩,并且后者裹挟了部分长英质岩浆。此后,岩浆喷发的规模振荡性减小,直至消失和地表沉降。斜长石巨斑玄武岩和苦橄岩中橄榄石斑晶与基质间的不平衡表明这些晶体属于循环晶,暗示岩浆曾经在深部岩浆房滞留了相当长的时间,这将导致岩石圈受热膨胀和再次隆升以及岩浆的冻结。因此,下一阶段岩浆活动的开始要求有一个冻结岩浆房的活化机制。依据野外地质学和岩相学观察,文章详细描述了流体活化机制,并强调了提出这种机制的必要性。虽然多数作者偏好升温活化机制,流体活化机制对长英质和镁铁质岩浆成矿系统都是必需的。进而,结合地幔名义无水矿物的H2O丰度及其对岩浆产生过程的贡献,提出岩浆产量与减压速率正相关而与流体产量反相关的观点。尽管水流体可以有效降低地幔橄榄岩的固相线温度从而有可能提高岩浆产量,新生代玄武岩中橄榄岩包体依然含有未分解的角闪石和云母且名义无水矿物依然含有较多的H2O,表明快速减压条件下含水暗色矿物的分解反应和名义无水矿物的脱水作用都是低效的。将这种认识与峨嵋山地幔柱系统的振荡性运动结合在一起,结合成矿作用的基本解是成矿金属从流体中析出的认识,可以得出超大型矿床必然形成于超级喷发和超级侵入之后。攀枝花式铁矿的观察表明,两类代表性矿床都具有铁矿浆侵位发生在成矿系统演化最后阶段的特点。因此得出结论:超大型矿床的形成取决于岩浆通道向流体通道的转换。如果岩浆通道在尚未完全封闭之前被含矿流体所利用,大规模流体快速上升将产生超大型矿床。含矿流体透过残留于通道中的熔体上升,不仅冲刷通道中的残留熔体并使其聚集在火山岩系之下或侵位于其下部形成含矿小岩体,而且持续注入于小岩浆体中的含矿流体可以导致岩浆强烈分异形成层状岩体。当通道中残留熔体被消耗殆尽,沿着通道上升的只有含矿流体。这些含矿流体充填在自生长裂隙中并强烈排气,最终可形成矿浆型富矿体。考虑到通道的规模与关闭速率的关系,推测超级喷发/侵入发生时的岩浆主通道更容易转换为含矿流体通道,因而是圈定找矿靶区的首选目标。该模型似乎与观察结果相吻合,并可与岩浆成矿系统的复杂性、小岩体成大矿理论、透岩浆流体成矿理论和通道成矿假说有机地结合在一起,较合理解释了超级喷发/侵入后成矿作用的地球动力学背景和成矿过程。由于长英质和镁铁质岩浆系统中均可见岩基,我们建议将这类成矿作用统称为岩基后成矿作用。 展开更多

关键词 岩基后成矿作用 熔体-流体强相互作用 透岩浆流体 岩浆型铁矿 峨嵋山地幔柱 四川攀枝花

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深部流体与岩浆活动:兼论腾冲火山群的深部过程 被引量：21

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作者 罗照华 刘嘉麒 +4 位作者 赵慈平 郭正府 程黎鹿 李晓惠 李大鹏 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2011年第10期2855-2862,共8页

深部流体强烈影响许多地质过程的发生和发展,然而对其行为的理解却甚少。在所有可能影响岩浆活动的因素中,流体是最重要的。流体的高度活动性及其在熔体中的溶解度随压力减小而降低,暗示岩浆系统必然是开放的动力系统,流体的丢失和获得... 深部流体强烈影响许多地质过程的发生和发展,然而对其行为的理解却甚少。在所有可能影响岩浆活动的因素中,流体是最重要的。流体的高度活动性及其在熔体中的溶解度随压力减小而降低,暗示岩浆系统必然是开放的动力系统,流体的丢失和获得可戏剧性地影响岩浆系统的整体行为。流体对岩浆系统的影响主要通过改变熔体的黏度来实现,也改变岩浆的平均密度,以及固相线和液相线温度。少量流体的注入即可以导致熔体黏度出现几个数量级的降低,这种戏剧性改变进而导致岩浆柱与通道壁摩擦力的快速减小,因而岩浆上升速度也可以呈现几个数量级的变化。当岩浆上升到流体相分离的深度以后,岩浆系统的行为更加不可预测。反之,流体的丢失将导致岩浆系统的行为向相反方向变化,岩浆将滞留在深部。值得注意的是,丢失到通道中的流体可以弱化上覆岩层的力学性质,改善岩浆上升的通道条件。因此,如果上升岩浆能够得到持续的深部流体补给,其补给量至少等于丢失量,岩浆必将以越来越快的速度上升。据此,岩浆系统是一种复杂性动力系统,岩浆作用是一种非线性过程。这种分析结果与流行的岩石学认识不一致,却与火山学观察和成矿学研究结果相同。腾冲火山岩中的聚斑结构暗示某些岩浆在喷发之前曾经在深部作过停留,它们曾经位于不同的深度水平上。同岩浆交代结构暗示岩浆房的活化有赖于深部流体的注入,因而火山监测过程中关注岩浆房之下的深部流体活动是必须的。将岩浆房上、下两部分的流体活动紧密结合在一起,可能是火山监测的一个新方向。 展开更多

关键词 深部过程 火山活动 岩石学 熔体-流体相互作用 云南腾冲

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吉林辉南“反应”成因方辉橄榄岩包体及其深部动力学意义 被引量：13

11

作者 徐义刚 黄小龙 +1 位作者 M F THIRLWALL 陈小明 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2003年第1期19-26,共8页

同正常的残余方辉橄榄岩相比,辉南方辉橄榄岩具有异常高的HREE组成和特殊的二次重结晶结构,因此,它们不是上地幔经大程度部分熔融后的残余,而是熔体-岩石反应的结果。倒U型REE分配模式暗示这些样品经历了与玄武质熔体相互作用的历史,并... 同正常的残余方辉橄榄岩相比,辉南方辉橄榄岩具有异常高的HREE组成和特殊的二次重结晶结构,因此,它们不是上地幔经大程度部分熔融后的残余,而是熔体-岩石反应的结果。倒U型REE分配模式暗示这些样品经历了与玄武质熔体相互作用的历史,并达到了平衡。大量熔(流)体的存在有利于地幔岩石矿物颗粒的增长,从而形成特征的二次重结晶结构。这种“反应”型方辉橄榄岩的形成可能与上涌软流圈对岩石圈地幔的热-化学侵蚀有关。“反应型”方辉橄榄岩形成之后,又受到了类似于碳酸岩或富挥发份小体积熔体的交代。因此辉南地区上地幔经历了多期地幔交代作用。 展开更多

关键词 深部动力学 方辉橄榄岩 二次重结晶结构 熔体-岩石相互作用 上地幔 吉林

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地幔富硅交代与大陆岩石圈的演化 被引量：4

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作者 陈立辉 周新华 《地学前缘》 EI CAS CSCD 2001年第3期141-146,共6页

富硅交代是弧下地幔中熔体岩石相互作用的主要表现形式 ,是造成古老克拉通陆下岩石圈地幔富硅的主要机制。在弧下地幔捕掳体中 ,橄榄岩被来自俯冲洋壳物质部分熔融生成的含水富硅熔体交代后 ,斜方辉石含量的增加使全岩富集SiO2 ,斜方辉... 富硅交代是弧下地幔中熔体岩石相互作用的主要表现形式 ,是造成古老克拉通陆下岩石圈地幔富硅的主要机制。在弧下地幔捕掳体中 ,橄榄岩被来自俯冲洋壳物质部分熔融生成的含水富硅熔体交代后 ,斜方辉石含量的增加使全岩富集SiO2 ,斜方辉石显示异常低的Al2 O3和Cr2 O3,微量元素上表现为强烈富集LILE ,强烈亏损Nb ,Ta和Ti。在古老克拉通地幔岩样品中 ,方辉橄榄岩具过剩的斜方辉石 ,橄榄石的Ni含量与斜方辉石的组成含量成正比 ,而和橄榄石的x(Mg) /x(Mg +Fe2 +)值没有正比关系 ,被解释为亏损的地幔橄榄岩和来自俯冲板片的富硅熔体相互作用的结果。熔体岩石相互作用最终导致了陆下岩石圈地幔富集SiO2 ,这种被含水富硅熔体改造后的地幔岩石的部分熔融可能是造成陆壳富硅富镁的主要原因。含水富硅熔体对岩石圈地幔的影响程度也可能是大陆岩石圈增生或裂解、增厚或减薄的关键因素之一。 展开更多

关键词 上地幔 富硅交代 熔体-岩石相互作用 大陆岩石圈 方辉橄榄岩 橄榄石

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地幔橄榄岩捕掳体中尖晶石筛状边的成因 被引量：1

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作者 胡森林 罗丹 陈立辉 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期69-80,共12页

山东的无棣大山和栖霞方山是两个以霞石岩为主的新生代火山,含有大量的地幔橄榄岩捕掳体,橄榄岩捕掳体中的尖晶石常见黑色反应边。在BSE图像上,这些反应边根据结构的不同又可以进一步分为两种:筛状边和均一边。有时两种反应边在同一颗... 山东的无棣大山和栖霞方山是两个以霞石岩为主的新生代火山,含有大量的地幔橄榄岩捕掳体,橄榄岩捕掳体中的尖晶石常见黑色反应边。在BSE图像上,这些反应边根据结构的不同又可以进一步分为两种:筛状边和均一边。有时两种反应边在同一颗尖晶石中共存并相互过渡。尖晶石捕掳晶和捕掳体中与寄主岩直接接触的尖晶石常发育均一边;发育筛状边的尖晶石则一般不直接与寄主岩接触,但位于捕掳体的边缘。尖晶石的筛状边呈多孔状,为富Cr尖晶石或铬铁矿。筛状边成分上与核部(Cr_2O_3=7.52%~36.75%,Cr#=7.80~44.20,Mg#=44.70~74.48)区别明显,具有高的Cr_2O_3含量(23.42%~65.96%)、Cr#值(78.97~92.49)以及低的Mg#值(17.22~43.02)。另外,筛状边相对其核部(TiO 2=0.00%~0.53%,MnO=0.04%~0.35%)还显示偏高的TiO 2(0.20%~3.60%)和MnO(0.29%~1.93%)。在筛状边附近存在富Al_2O_3(8.00%~17.57%)和MgO(17.89%~26.02%)的玻璃。尖晶石的均一边无孔洞但多发育裂理,成分上与核部突变,并以富TiO 2(20.90%~6.64%)和FeO T(70.79%~53.92%)为特征,最外部为钛磁铁矿。均一边具有明显的成分分带,表现为由内至外TiO 2、FeO T含量逐渐增高,Al_2O_3(0.04%~16.34%)、Cr_2O_3(0.77%~25.69%)和MgO(0.50%~7.16%)含量逐渐降低。尖晶石的两种反应边与寄主岩密切的空间关系说明其成因与寄主岩浆有关。虽然尖晶石筛状边的Cr#值(79.0~92.5)明显高于核部(7.8~44.2),但是其相对核部偏高的TiO 2和MnO含量,以及显著降低的Mg#值均与单纯的部分熔融趋势不吻合。根据尖晶石两种反应边的结构特征、成分特征和相互的空间关系,我们认为筛状边与均一边是岩浆与尖晶石反应不同阶段的产物。当橄榄岩捕掳体被岩浆捕获后,由于成分上的不均衡两者之间将发生溶解反应。反应过程中,尖晶石中不同元素向熔体迁移的速率区别明显,其中Cr是最难熔的元素也是迁移最慢的元素。在反应的初始阶段,由于易溶组份Al、Mg等元素随熔体迁出,尖晶石发育筛状边,并同时伴随Cr#值的显著升高和Mg#值的显著降低。此时,寄主岩浆中的Ti、Mn等元素也部分扩散进入筛状边中的残留尖晶石。如果熔体足够多,反应得以持续进行,筛状边中的Cr最终也将被熔体带走。在反应产生的混合熔体中金属氧化物最早达到饱和并结晶。随着反应的持续进行,结晶出的矿物将继续生长、变粗,并相互连接,直至孔洞消失形成均一边。同时伴随着矿物的不断结晶,溶解界面上的熔体成分也不断变化,从而使均一边具有明显的成分分带。在橄榄岩捕掳体内部,由于渗进捕掳体中的岩浆有限,渗透岩浆与尖晶石之间的反应多限于早期阶段,反应产物为筛状边。在捕掳体边缘,与寄主岩浆直接接触的尖晶石由于参与反应的岩浆量足够多,因此一般产生反应的终端产物———均一边。 展开更多

关键词 尖晶石 熔体-岩石相互作用 溶解反应 地幔捕掳体 碱性玄武岩

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大陆岩石圈地幔异剥橄榄岩化的证据和意义

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作者 林阿兵 戴宏坤 张宏福 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期93-103,共11页

异剥橄榄岩化是地幔橄榄岩与硅不饱和熔体发生强烈相互作用的地幔过程。这一过程通常伴随地幔物理-化学性质的显著改变,与克拉通岩石圈减薄和破坏密切相关。本文梳理了前人对异剥橄榄岩化的驱动机理、结构和成分特征及其对大陆稳定性影... 异剥橄榄岩化是地幔橄榄岩与硅不饱和熔体发生强烈相互作用的地幔过程。这一过程通常伴随地幔物理-化学性质的显著改变,与克拉通岩石圈减薄和破坏密切相关。本文梳理了前人对异剥橄榄岩化的驱动机理、结构和成分特征及其对大陆稳定性影响等方面的定性认识,并在此基础上通过热力学模拟,刻画了不同属性地幔与熔体在不同温度压力条件下的相互作用过程,目标是为定量限定异剥橄榄岩化的发生条件、物理-化学效应及地球动力学意义。研究显示,异剥橄榄岩化通常会出现磷灰石、角闪石、金云母和碳酸盐等标志性交代矿物,并以斜方辉石被单斜辉石替换为典型特征,还可发育海绵边、熔体囊(已冷却结晶为单斜辉石、橄榄石等细粒矿物)和矿物环带等非平衡结构。热力学模拟表明,熔岩反应过程受原岩、熔体性质以及熔/岩比例的共同控制,不同属性地幔(难熔方辉橄榄岩、饱满二辉橄榄岩)与贫硅(如霞石岩)熔体反应都能生成富单斜辉石橄榄岩,且在较高压力(如2.5GPa和4.0GPa)条件下更容易形成异剥橄榄岩;相比之下,不同性质地幔与富硅(如MORB)熔体反应在任何压力条件下均不能产生异剥橄榄岩。此外,两类熔体参与的熔岩反应均能引起围岩密度逐渐增加,并在高压条件下能导致饱满岩石圈地幔密度超过地幔参考值、达到岩石圈失稳的条件。因此,本文从热力学的角度定量约束了异剥橄榄岩化的发生条件和对岩石圈地幔的影响,为前人提出的橄榄岩-熔体反应能够造成岩石圈地幔减薄和破坏这一概念模型提供了理论实证,对评估大陆稳定性具有重要意义。 展开更多

关键词 异剥橄榄岩化 橄榄岩-熔体相互作用 热力学模拟 岩石圈地幔 大陆稳定性

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