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板块俯冲和折返是板块构造理论的重要组成部分,也是固体地球科学研究的一个前沿方向。俯冲/碰撞造山带内的高压-超高压变质岩经历了俯冲至地球深部而后折返至地壳浅部的复杂地质过程,反演它们的P-T-t轨迹是高压-超高压变质作用研究的重要课题,也是揭示造山带构造演化的一个重要途径。造山带榴辉岩作为高压-超高压变质岩中的一类典型代表,常保留多个变质阶段的矿物组合,较完整地记录了造山带演化的关键信息,是反演P-T-t轨迹的理想样品。根据详细的岩相学观察和矿物成分分析,能识别出榴辉岩不同变质阶段的矿物组合。在此基础上,选取合适的地质温压计或采用相平衡模拟,可获得岩石相应变质阶段的温压条件(P-T)。如何获得多阶段变质年龄(t)和如何匹配变质作用的温压条件和年龄信息,是反演榴辉岩P-T-t轨迹的两个关键问题。本文针对榴辉岩中的锆石、金红石、榍石和褐帘石这四个适用于U-Pb定年的副矿物,从结晶条件和封闭温度等角度评估它们可能记录的年龄信息。结果表明,受限于结晶的温压条件或结晶后的改造作用,单种矿物定年难以获得多阶段年龄,一些实际研究中需要采用多种矿物或多个同位素体系实施定年分析。对于将副矿物从岩石中分选出... 相似文献
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天然斜长石流体包裹体被广泛应用于揭示各种地质作用及地质过程的研究,但关于这类包裹体的捕获机制及捕获后的变化、地质温压计等研究需要基于斜长石的人工合成流体包裹体研究的验证或修正。目前,以斜长石为寄主矿物的人工合成流体包裹体技术尚未见诸报道。本文基于传统的寄主矿物裂隙愈合方法,通过在寄主矿物的预处理、囊组装等方面的适当改进,在1～1.5 GPa、800～900℃的条件下,模拟俯冲带中玄武质洋壳发生脱挥发分反应的实验中,以斜长石为寄主矿物的流体包裹体被成功地合成。对合成的包裹体进行了详细的岩相学观察、激光拉曼光谱分析和显微测温分析,以及尝试性的单个流体包裹体的激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)分析,结果显示斜长石捕获了常温下呈富碳液相+富水液相的两相流体包裹体,捕获的流体具有H2O+CO2±CH4±N2的组成,流体盐度因加入初始标液不同而有变化,有Cu、Mo等被活化进入到流体中。实验展示了基于斜长石的人工合成流体包裹体技术在二氧化硅不饱和体系的高温高压模拟实验中的成功运用,其在地质流体和实... 相似文献
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俯冲带蛇纹岩的变质过程 总被引：3，自引：1，他引：2
俯冲带蛇纹岩是俯冲带流体的重要来源,特别是其深部脱水作用对地幔动力学影响深远,是研究俯冲带约80~200km深度范围的地球动力学的关键,因此研究蛇纹岩的变质作用过程及其相关特征矿物(组合)的温压稳定范围具有重要意义。蛇纹岩具有简单的矿物(组合):蛇纹石类、硅镁石类、磁铁矿、氢氧镁石、绿泥石、橄榄石、透辉石、角闪石、滑石等,并且这些矿物(组合)对温压变化不敏感从而很难用来判定蛇纹岩所经历的变质演化轨迹。近几十年来,研究者通过实验岩石学和野外地质观察,主要研究了蛇纹石类矿物和硅镁石类矿物的温压稳定范围,并且试图使用这些特征矿物(组合)来判定俯冲带蛇纹岩的峰期变质条件。本文总结了蛇纹岩中这些主要矿物的温压稳定范围和相关变质反应,并且以中国西南天山蛇纹岩为例,展示使用特征矿物(组合)和叶蛇纹石Al等值线判定蛇纹岩峰期温压条件在实际岩石中的应用。另外,早期对叶蛇纹石的研究表明:随着温压条件的变化,叶蛇纹石的晶体结构会发生相应的调整。表现为单位晶胞内硅氧四面体的个数(m值)发生变化:温度升高,m值变小;压力升高,m值变大,这个发现在高压实验和天然样品中得到了一定程度的验证。本文利用已知峰期温压范围的叶蛇纹石样品分别采用粉末制样法和离子减薄制样法,进行透射电镜测试(TEM)样品的m值,并通过统计的方法获得叶蛇纹石的m值的峰值。结果显示叶蛇纹石的m值的峰值在一定程度上可以用以指示温压条件。本文提出可以用矿物组合、叶蛇纹石Al等值线和叶蛇纹石m值峰值相结合的方法确定蛇纹岩的变质温压条件和P-T轨迹。 相似文献
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激光拉曼和锆石阴极发光图像研究结果表明,大别-苏鲁强退变质岩石(包括正片麻岩、副片麻岩、斜长角闪岩、含蓝晶石石英岩、大理岩、云母片岩等)的锆石中,均保存以柯石英为代表的超高压矿物包裹体,且记录了十分一致的超高压变质温压条件:T=732～866℃,p=2.8～4.0GPa,表明大别-苏鲁地体曾发生过巨量物质深俯冲-超高压变质的壮观的地质事件。 相似文献
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水作为深熔熔体中最常见的一种挥发分,是影响熔体的物理和化学性质的主要因素.由于现有的测试技术以及熔体包裹体自身的局限性,很难定量确定熔体包裹体中水的含量和种型,导致对俯冲带熔体产生机制和演化过程的认识也极为有限.共聚焦显微激光拉曼光谱仪具有高的空间分辨率、快速、无损分析、样品制备简单等优点,且可分析暴露于表面或包裹于内部的样品,因此对探测微小熔体包裹体具有极大的优势.该方法的原理是基于拉曼谱峰高度/强度与其对应基团含量具有良好的线性关系,以人工合成硅酸盐玻璃为标准样品,用于硅酸盐熔体包裹体中水的含量和种型的定量限定.作为新发展起来的技术和方法,越来越多地引起地质学家的关注,但是目前大量的研究还集中于该分析方法自身的推演和校正,对天然样品的研究还相对缺乏.目前有限的研究表明,该方法可被广泛应用于岩浆岩和高级变质岩体系中,不仅可定量限定岩浆岩基质或斑晶中硅酸盐熔体包裹体水含量,有效示踪岩浆侵入或喷发过程中岩浆的流变学行为;而且可定量限定俯冲带内经历过部分熔融的高级变质岩中代表初始熔体的多晶矿物包裹体中水的含量和种型,示踪俯冲带熔体组成和演化,进而为研究深俯冲地壳分异、板片-地幔楔界面的熔体交代作用等重要问题提供新的制约. 相似文献
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青藏高原东南缘哀牢山构造带泥质高压麻粒岩的发现及其构造意义 总被引：10，自引：8，他引：2
哀牢山构造带泥质高压麻粒岩主要由石榴石、夕线石、钾长石和斜长石变斑晶及尖晶石、铁假蓝宝石、蓝晶石、石英、金红石和钛铁矿包裹体组成,为确定印支地块和华南地块的边界提供了关键性标志。石榴石-黑云母-斜长石-石英地质温压计(GBPQ)计算结果及标志性高温矿物组合(Spl+Qz)表明泥质高压麻粒岩的形成和演化经历了高压/高温进变质到中温/低压退变质的顺时针P-T演化过程。其中:1)高压/高温进变质阶段的矿物组合为Ky+Sil+Grt1+Kf1+Pl1+Spr+Ter(Kf+Pl)+Bt1+Spl+Qtz+Ilm1+Rut1,形成于850～919℃,≥10.4kbar;2)中温/低压退变质阶段的矿物组合为Grt2+Bt2+Pl2+Ms+Qtz+Ilm2+Rut2,早期和晚期的温压条件分别为664～754℃,4.9～6.5kbar和572～576℃,3.5～3.9kbar。反映陆壳物质在碰撞过程中俯冲到地下深处(≥30km)经高压高温变质后快速折返到中上地壳的动力学演变轨迹。 相似文献
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石榴石是高压-超高压变质岩石中最重要的变质矿物之一,是研究俯冲带深部变质和熔融过程的理想研究对象.通过对俯冲带内不同条件下形成的石榴石进行详细研究,确定了岩浆成因、变质成因和转熔成因石榴石.岩浆石榴石是岩浆熔体在冷却过程中结晶形成,成分主要为锰铝榴石-铁铝榴石,通常含有石英、长石、磷灰石等晶体包裹体.变质石榴石是在亚固相条件下通过变质反应形成,包裹体为参与变质反应的矿物组合;进变质生长的石榴石通常显示核部到边部锰铝榴石降低的特征.转熔石榴石是在超固相条件下通过转熔反应形成,通常含有晶体包裹体,其中既有从转熔熔体结晶的矿物包裹体,也有转熔反应残留的矿物包裹体.对超高压变质岩石中转熔石榴石的识别,可以为深俯冲陆壳岩石的部分熔融提供重要的岩石学证据,是大陆俯冲带部分熔融研究的重要进展之一. 相似文献
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运用合理的地质温压计计算榴辉岩各期次的温压条件是确定超高压变质带p-t演化历史和解释板块俯冲-碰撞构造演化历史的前提.目前用于榴辉岩温压测算的主要手段是矿物对(组合)阳离子配分温度计或矿物对氧同位素温度计. 相似文献
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超临界流体是有别于富水流体和含水熔体的一种低粘度、高迁移性和高元素携带能力的一类流体,在变质岩体系中,其形成的温压条件一般高于对应的H_2O-岩体系的第二临界端点。俯冲带岩石是自然界最有可能保存超临界流体活动记录的地方,而超临界流体的活动对于地球内部物质循环、俯冲带岩浆作用和俯冲带成矿等方面可以发挥巨大作用。目前对于天然岩石和矿床样品中超临界流体的识别仍处于经验推测阶段,缺乏定量的岩相学和地球化学指标。本文主要基于目前已有研究结果,介绍自然体系中超临界流体的地质特征,包括俯冲带超高压变质岩、高压-超高压脉体以及地幔楔岩石中的超临界流体记录,主要是一些多相包裹体及元素迁移变化的记录,最后讨论超临界流体的相分离与岛弧岩浆作用之间的关系。 相似文献
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拉萨地块中东部松多高压变质带是揭示拉萨地体形成与演化过程的重要研究对象。松多变质带记录了古特提斯洋的俯冲和闭合过程。前人对松多地区出露的榴辉岩及围岩开展了大量的岩石学工作,但变质峰期温压条件没有得到很好的限定,温压分布范围较广,且变质演化过程仍存争议。笔者等总结了松多变质带不同地区榴辉岩的岩石学和矿物学特征,汇总了不同计算方法得到的温压条件。通过对比发现,松多高压变质带内榴辉岩的峰期温压条件处于465~880℃,2.5~3.9 GPa的范围,其宽泛的峰期温压条件是由于不同计算方法和折返机制造成的。与传统矿物对温压计相比,变质相平衡模拟方法更适合低温榴辉岩的峰期温压条件及变质过程的限定。 相似文献
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矿物或流体包体可以有效保存寄主矿物生长过程中的化学环境、温度、压力等信息。在高压变质过程中,石榴子石中石英包体的分子振动与环境压力之间具有良好的相关性。根据这一特性,前人提出了石英包体拉曼偏移压力计,其原理是利用显微激光拉曼光谱仪分析石英包体在室温常压下保留的残余压力,再结合石英与寄主矿物的弹性物理特性,恢复石英包体被捕获时的压力,属于矿物物理光谱学压力计,本文介绍了利用石英包体的拉曼位移计算变质压力的基本原理和方法,并对不同方法的适用条件和使用局限做了简要分析。石英包体拉曼偏移压力计是恢复变质岩石形成温度和压力条件的有效方法,具有广泛的应用前景。 相似文献
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变质地质学研究中的一些困难问题 总被引：6，自引：4，他引：2
变质地质学研究中,首先需要准确判明变质过程是属于多期或单期、多峰或单峰变质作用。研究中应该对同一研究区不同类型的变质岩石开展综合研究,查明各种变质反应结构,以期对变质反应结构的解释尽可能准确,并对变质反应进行定量论证。同一变质岩内前、后两个世代变质矿物组合之间,并不存在所谓的热力学局部平衡。在应用方面,矿物温度计与压力计属于反演方法,热力学视剖面图模拟属于正演方法。本文指出了它们之间的相同之处和各种区别。众所周知,目前反演出的变质作用压力并无方向性,差异应力对总应力的贡献尚不明朗。最好根据同一视域或同一块变质岩石,来反演变质作用P-T-t轨迹。实际上,P-T-t轨迹一般不应该是圆滑的曲线,其构造意义的解释也还存在不确定性。同一地区变质作用PT条件的突变、P-T-t轨迹的明显差异,表明地质体之间存在断层接触关系。变形作用与变质作用的耦合研究需要加强,变质作用的定年也不能仅仅局限于变质副矿物。特别值得注意的是,同一造山带内范围有限的地域,也未必属于同一变质相系。 相似文献
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The sapphirine granulites from G. Madugula, Eastern Ghats preserve a variety of mineral textures and reactions. Corona and
reaction textures are used in conjunction with mineral compositions to construct a sequence of metamorphic reactions describing
the mineralogical evolution of sapphirine granulites. An early stage is characterized by the development of sapphirine + quartz,
spinel + quartz in textural equilibrium, and possible relicts after osumilite during peak metamorphic conditions. Sapphirine/spinel
crystals were later detached from quartz in the form of mineral coronas. During a subsequent sapphirine-cordierite stage,
several cordierite forming reactions reflect decreasingP-T conditions. Finally during the late stage, a few samples show evidence of retrogressive hydration. Sapphirine is rather iron-rich
(12.8 wt%) and the Mg number in the analysed minerals varies in the order: cordierite > phlogopite > sapphirine > orthopyroxene
> spinel > garnet.P-T conditions of metamorphism have been constrained through the application of geothermobarometry and thermodynamically calibrated
MAS equilibria.P-T vectors from granulite facies rocks in the G. Madugula area indicate that the rocks experienced substantial decompression
(up to 3 kbar) and moderate cooling (150–200°C) subsequent to peak conditions of metamorphism (8.4 kbar, > 900°C). The decompressionalP-T history of sapphirine granulites interpreted from textural features and thermobarometric estimates suggest that they may
have eventually resulted from exhumation of thickened crust. 相似文献
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一种潜在的地质压力计：流体包裹体子矿物的激光拉曼光谱测压法 总被引：8，自引：0，他引：8
高温高压下矿物的拉曼原位测量表明，某些拉曼活性的物质其拉曼位移与压力之间具有良好的线性关系。这一特性使我们能够通过测量矿物包裹体中含有这些子矿物的拉曼位移以确定矿物的形成压力。与目前常采用的共存矿物对压力计以及流体包裹体的CO2等容线法等压力测定方法相比，该方法具有快速、方便和准确的特点。由于包裹体中可以存在各种不同的子矿物以及不同的溶液物质，因此系统研究包裹体中一切可能存在的矿物或物质的拉曼位移与温度和压力之间的关系将可以提供一种方便、准确的地质压力测量手段。 相似文献
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岩矿鉴定是各类地质工作开展的基础,其鉴定水平和质量直接影响着工作的深入程度和研究程度。传统鉴定方法受人员自身经验水平、光学显微镜分辨率等因素的影响较大,对于现今需要研究的细微稀有矿物、细粒沉积岩矿物等很难准确地识别鉴定。而依托高精密大型仪器的技术方法多数对样品制备有特殊要求,不利于样品的再利用,诸如扫描电镜、电子探针等在高倍数反射光下探寻、观测特定的细微透明矿物也存在一定的不足。本文将激光拉曼高分辨大面积快速成像方法(StreamLineHR)运用于两块标准岩石光薄片的全区域大面积扫谱,准确识别出其中透明矿物有碱性长石、斜长石、石英、普通角闪石、黑云母、方解石、榍石、磷灰石、锆石和绿帘石,不透明矿物有磁铁矿,部分矿物间存在紧密伴生的情况(如石英与长石、榍石与角闪石)和次生蚀变的情况(如长石碳酸盐化蚀变为方解石)。并以此为基础进行了含量统计,将其分别定名为细粒角闪石英二长闪长岩与细粒黑云母斜长角闪岩。实验过程中,荧光效应,类质同象类矿物(长石、角闪石)峰位相似性和蚀变矿物峰位偏移会对矿物识别、谱图解析造成干扰,可结合矿物镜下光性特征来解决。另外,面扫步长设置越小,分析精确度越高,时间成本也会相应增加,应用时需兼顾考虑。该方法实现了对细微矿物便捷、直观、准确的大范围快速识别鉴定,可弥补传统岩矿鉴定和其他技术方法的不足,拓展了拉曼光谱法在地质工作中的应用范围。 相似文献
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拉曼光谱是一种快速无损的分析手段,它既可观察样品的显微结构构造,也可分析样品的成分和结构。为了丰富多金属结核的岩石矿物学特征,文章对西太平洋某海山区的多金属结核样品进行了X射线粉末衍射分析和拉曼光谱分析。X射线分析结果显示该区域样品主要含有水羟锰矿、钡镁锰矿、斜长石、钙十字沸石和石英,显微构造主要有纹层状构造、柱状构造、树枝状构造、充填构造等。通过分析对比潮湿样品和烘干样品铁锰质矿物的拉曼特征谱峰,得出结核中水羟锰矿的特征谱峰位于490 cm~(-1)、570 cm~(-1)和626 cm~(-1)附近,钡镁锰矿的特征谱峰则位于640 cm~(-1)附近,与陆地上对应矿物的特征拉曼谱峰不同。结核中的钡镁锰矿结构不稳定,经过风干或者抛磨后部分产生相变,不同显微结构中,相变情况不同。经与RRUFF数据库比对,识别出钙十字沸石、斜长石等自形晶,多分布于结核最内层,往结核外层总体减少。矿物微晶多见铁锰质矿物微晶和钙十字沸石微晶,铁锰质矿物绕其向外生长。 相似文献
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A new form of equation of state is described with application to carbon dioxide from 215 K to T>2000 K and from zero pressure to more than 105 bar (10 GPa). The equation was calibrated using properties predicted by existing formulations at low to moderate PT conditions, original experimental PVT data at higher pressures, corresponding states comparisons at higher temperatures and using shock compression data at still higher PTs. Extensive comparisons illustrating the correlation of our new EOS with available phase equilibria and volumetric data are provided. Fugacities of carbon dioxide at high pressures and temperatures predicted using our EOS are in agreement with mineral equilibria calculated from internally consistent thermodynamic data for minerals. 相似文献
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Luobusaite： A New Mineral 总被引：6，自引：0，他引：6
BAI Wenji SHI Nicheng FANG Qingsong LI Guowu XIONG Ming YANG Jingsui RONG He 《《地质学报》英文版》2006,80(5):656-659
A group of mantle minerals including about 70-80 subtypes of minerals are discovered from a podiform chromitite in Tibet, China. Recovered minerals include diamond, coesite, moissanite, wustite, Fe-silides and a new mineral, luobusaite. All of these minerals were hand-picked from heavymineral separates of the podiform chromitite in the mantle peridotite of an ophiolite. The grains of luobusaite are as host mineral with inclusions of native silicon or as an intergrowth with native silicon and Fe-Si phase. Luobusaite occurs as irregular grains, with 0.1-0.2 mm in size, consisting of very finegrained aggregates. The mineral is steel-grey in color, metallic luster, and opaque. The empirical formula （based on 2 for Si） is Fe0.83Si2, according to the chemical compositions of luobusaite. X-ray powder-diffraction data： orthorhombic system, space group Cmca, a = 9.874 （14） A, b = 7.784 （5） A, c= 7.829（7） A, Z=16. 相似文献
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很低级变质岩石在沉积盆地中分布广泛。在成岩-低级变质作用演化过程中,随着变质程度的增加,油气、煤的演化阶段也会发生相应的变化。因此,很低级变质作用与石油、天然气、煤等能源矿产关系密切。本文系统总结了很低级变质作用研究的几个方面及其新进展,包括很低级变质带的划分、粘土矿物地质温压计、变质作用p_T_t轨迹及其在沉积盆地中的应用等等,并结合实例初步探讨了川西北若尔盖坳陷三叠系的很低级变质作用。研究表明,对沉积盆地中很低级变质作用的研究,对于划分成岩-变质界限,明确盆地的热成熟阶段,恢复盆地古地温、古构造史以及指导油气勘探等,都具有十分重大的理论和实际意义。 相似文献
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基于相对密度和X射线粉晶衍射技术测定硬玉岩中硬玉的含量 总被引：2，自引：2，他引：0
硬玉岩能否命名为宝石级"翡翠",其硬玉的含量是关键参数,目前测量岩石中矿物质量分数的方法多为有损分析,难以应用于珠宝玉石检测中。本文基于硬玉岩矿物组成及其质量分数的变化,建立了一种通过测量硬玉岩相对密度获得硬玉质量分数的无损分析方法。对186件相对密度在3.30~2.88之间的硬玉岩样品采用静水称重法测试,根据相对密度范围进行分组,利用X射线粉晶衍射、人工重砂分析、电子探针、红外光谱、拉曼光谱等技术确定硬玉岩的主要矿物及其质量分数,进而统计分析硬玉质量分数与硬玉岩相对密度的线性关系。研究表明:硬玉岩的主要矿物为硬玉和杂质矿物钠长石、方沸石。随着硬玉的质量分数(wA)下降,钠长石、方沸石质量分数增加,硬玉岩实测相对密度(SG)发生相应变化,两者的线性方程为wA=1.3454×SG-3.4531(相关系数为0.9814),线性关系良好。由于本方法的硬玉岩实测相对密度近似等于理论相对密度,即可通过测量相对密度获得硬玉的质量分数,这种无损测试方法适用于相对密度在3.3~3.0,硬玉含量在95%~60%,硬玉与钠长石的质量分数之和在90%~97%之间的硬玉岩样品。 相似文献