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岩石学报 2004年第06期杂志 文档列表

沉积盆地中的流体包裹体：理论基础、图解与分析方法1301-1318

摘要：本文主要介绍如何利用流体包裹体来获得合理的数据.首先对H2O-体系进行总结,着重介绍利用显微测温法和其他新的分析技术来确定流体的组成,并举例说明流体混合在流体包裹体研究中的应用.介绍了H2O-(气)-盐体系特别是CO2-CH4体系的图解,探讨了在低温下由于笼合物的形成H2O-(气)-盐体系的复杂相变.重点介绍显微激光拉曼光谱仪在含甲烷水溶液流体中的应用,并根据相图详细讨论了如何确定流体的不混溶.

含油流体包裹体：地球化学分析与地质应用1319-1332

摘要：利用含油流体包裹体可以获得与原油和源区常规分析同等质量的可靠地球化学数据.细致而又小心谨慎地对待各测试步骤(如样品清洗、背景空白等)是成功进行包裹体油气成分分析的基础.从技术上来说,每一分析步骤都具有挑战性,但如果我们能按步骤循序渐进,就不仅能够分析那些含有大量石油包裹体的样品(如当今或古油藏样品),而且可以测试含极少量石油包裹体的样品(如迁移路径或极古老岩石样品).包裹体中可被测试的碳氢化合物多种多样,包括低分子量的碳氢化合物、n-链烷、类异戊二烯、生物标志物、芳香族碳氢化合物等.流体包裹体内石油成分分析在地质上有广泛应用,比如可以更好地重建储集区石油重注史、确定盆地中以前未知的活性源岩.在储集区内由生物降解造成的石油再造和(或)水洗作用经常被抹去,流体包裹体分析则可以解释储集区复杂成油阶段,当然更可以去除钻孔泥浆添加剂或其他污染物的影响.此外,也可以获知地球早期生物圈碳氢化合物的组成及多样性,以及在勘探区或盆地进行二次迁移路径填图.

成油环境中的流体包裹体：分析步骤与PTX重建1333-1342

摘要：石油盆地内的古流体以流体包裹体的形式保存在成岩矿物中,它们代表了初始石油或气相的组成并记录了流体捕获时的温度和压力条件.在储集层中卤水通常以不混溶相的形式与石油共存.一般利用单个包裹体分析法对水溶液和石油包裹体进行研究,利用显微测温法来确定相转变的温度,利用拉曼光谱定量来分析水溶液包裹体中溶解甲烷的含量.石油包裹体中CH4和CO2的含量可以利用傅立叶变换红外光谱分析来估算,通过共聚焦扫描激光显微镜来重建石油包裹体的体积.利用Duan和Peng-Robinson方程可进行热力学模拟,并分别应用于水溶液和石油包裹体体系.两类流体体系等容线的交点可用来确定流体捕获时的实际温度和压力条件,从而利用流体压力对具有不同地球动力学背景的源区流体动力学演化进行重建.

华北克拉通2．1-1．7Ga地质事件群的分解和构造意义探讨1343-1354

摘要：近些年来华北克拉通在21～17亿年前发生的地质事件很受关注.我们的研究表明,在这个时期华北克拉通曾发生了一系列重大事件,它们不是简单的一个造山或裂谷事件,应通过对地质事件群的厘定,分解为21～19亿的造山和18.5～17亿的裂解两个事件亚群.21～19亿造山事件表现为:(1)在新太古代末华北克拉通上发育的一些古元古代活动带;(2)强烈的褶皱变形和绿片岩-绿帘角闪岩相的变质作用;(3)富钾质的花岗岩席侵入;(4)镁铁质岩墙侵位于活动带中.该事件以晋豫和辽河活动带为代表,或许与前罗迪尼亚(哥伦比亚)造山有关,它们应结束于～1930 Ma前后.18.5～17亿年裂解事件与前者不属同一构造体制,主要表现为:(1)地幔大规模上涌,下部地壳整体抬升至地表,伴随强烈的混合岩化和网格状韧性变形,面状分布的麻粒岩相-角闪岩相岩石在中生代才受到较强烈的改造;(2)在华北多处出露的高压麻粒岩岩墙的中压麻粒岩相和角闪岩相退变质作用,时代为1820～1800Ma和1790～1760Ma,P-T-t轨迹为等温降压和降温降压型,少量有自变质结构,此类高压麻粒岩-麻粒岩岩墙不具大陆碰撞变质的特征;(3)基底抬升被裂谷事件紧随,熊耳-安沟-中条裂谷和燕山裂谷可能属同一体系.熊耳群火山岩最早的喷发为1917Ma,顶界年龄为1760Ma;(4)古老地幔从2000Ma的亏损在1900～1760Ma快速变为富集.由此推测18亿年事件的实质是在地幔规模性上隆引导下,基底整体抬升,而后紧随陆内裂陷槽发育.在时代与成因上与早-中元古代超大陆裂解事件相关联.镁铁质岩墙广泛出露于克拉通内,以前的研究多认为它们与裂谷有关.新的研究表明,岩墙有变质和几乎未变质两种.变质的岩墙有2150 Ma的结晶年龄,和1930～1970 Ma(高压麻粒岩相)以及1830 Ma(麻粒岩相)变质年龄.而未变质的岩墙有1780～1750 Ma的结晶年龄,与变质岩墙的角闪岩相退变�

晚太古代Sanukite（赞岐岩）与地球早期演化1355-1362

摘要：Shirey and Hanson(1984)将某些太古代的高镁闪长岩套称为sanukite(赞岐岩),类似于日本中新世(11～15 Ma)Setouchi火山岩带的高镁安山岩.Sanukitoids由闪长岩-二长闪长岩-花岗闪长岩组成,不同于TTG岩套(奥长花岗岩-英云闪长岩-花岗闪长岩).Sanukitoids具有下列地球化学特征:富Mg,Mg#＞0.60,Ni和Cr＞100μg/g,Sr和Ba＞500μg/g,LREE富集(大于球粒陨石100倍),无Eu异常.高镁安山岩在太古代很少见,而其相应的侵入岩高镁闪长岩或sanukitoids,虽然数量也很少,但却是各地晚太古代地体中随处可见的.Sannkitoids的原始岩浆是交代的地幔楔部分熔融形成的,随后可能经历了广泛的分离结晶作用.TTG和sanukitoids岩套可以相伴产出,二者均与板片熔融有关,TTG与其直接有关,sanukitoids可能与其间接有关.全球Sanukitoids主要集中在晚太古代时期,可能暗示板块的消减作用在～3.0 Ga以后才起了重要的作用.

广东龙窝花岗闪长质岩体的年代学、地球化学及岩石成因1363-1374

摘要：龙窝岩体是南岭地区燕山早期具幔源组分贡献的花岗岩的典型代表,其主体岩性为花岗闪长岩,岩体中含有深色闪长质包体.锆石ELA-ICP-MS定年结果表明花岗闪长岩的形成年龄为169.1±2.5 Ma,属中侏罗世岩浆活动的产物.地球化学特征上,该岩体铝弱过饱和(A/NKC=1.0～1.1),相对贫碱,富钾(K2O/Na2O=1.15～1.45),富轻稀土和大离子亲石元素(如Rb、Cs、Th、U),贫高场强元素(如Nb、Ti).闪长质包体具有与寄主岩相似的矿物组合,但铁镁矿物含量及过渡族元素(V、Cr、Co、Ni)丰度相对偏高,二者的主量和微量元素表现出混合成因的演化趋势.寄主岩与包体具有相近的Sr、Nd同位素组成,ISr和εNd(t)值分别为0.70843～0.70995、-6.53～-8.89和0.70797～0.70882、-4.71～-9.24,均表现出壳幔混源花岗岩类岩石的特点.二元混合模拟计算显示寄主岩与包体成岩过程中地幔物质的混入比例分别为32.9%～40.4%和31.8%～46.4%.通过对岩石产出构造背景及地质地球化学特征的综合分析,表明龙窝花岗闪长岩及其中的闪长质包体是在伸展-引张环境下,由幔源基性岩浆及其诱发的壳源长英质岩浆混合作用的产物.

河北平泉光头山碱性花岗岩的时代、Nd-Sr同位素特征及其对华北早中生代壳幔相互作用的意义1375-1388

摘要：光头山碱性花岗岩产出在华北北部的前寒武纪基底变质岩系之中,造岩矿物组合为石英+碱性长石+钠铁闪石+霓辉石+钠铁非石±星叶石,副矿物有锆石、钛铁矿、硅钛铈铁矿等.晚期的伟晶岩囊状体由颗粒粗大的石英、碱性长石和钠铁闪石等组成.全岩Rb-Sr等时线年龄为T=200±16 Ma,(87Sr/86Sr)i=0.705±0.008,MSWD=11.2,代表冷却年龄,单颗粒锆石U-Pb谐和年龄为220±1 Ma,代表岩体侵位时代.光头山碱性花岗岩以A/CNK＜1和A/NK＜1,Al2O3、MgO、CaO和Ba、Sr含量低,全碱含量、MnO和Rb、Ga等含量高,负Eu异常特别显著等为特征.矿物学和地球化学完全符合A型花岗岩的特征.光头山碱性花岗岩是华北地区早中生代后造山环境下岩浆活动的产物.光头山碱性花岗岩的εNd(T=220Ma)平均值为-8.9,明显高于华北前寒武纪下地壳岩石的范围,而冀北地区前寒武纪高压麻粒岩地体虽具有大陆地幔的特征,但未经历过部分重熔,表明至少前寒武纪下地壳不可能是岩浆主要的或唯一的来源.同样,现今华北下地壳由于时代较新,也不可能成为岩浆的源岩.对比时代相近的超镁铁岩和煌斑岩的Nd同位素特征,推测最可能的源区是1.8～1.9Ga形成的富集的岩石圈地幔.光头山碱性花岗岩和华北北缘早中生代侵入岩带规模很大,以富集地幔来源的岩浆为主,反映了当时的岩浆活动已经具有相当的规模和强度.如果130Ma前后中国东部大规模岩浆活动之时,是岩石圈减薄已经达到最大程度之际,那么,此前一定时间段内的幔源岩浆活动都有可能与岩石圈减薄从开始到鼎盛的过程有关.所以,华北北缘早中生代岩浆活动可能是华北中生代岩石圈减薄过程早期阶段的产物.与岩石圈减薄过程有关的早中生代岩浆活动还在中国东北地区东部和阿拉善北部形成了后造山A型花岗岩.与岩石圈减薄过程相关的早中生代侵入岩在一定范围内的带状分布,

张宣隆起核部的转枝莲辉石闪长岩1389-1396

摘要：位于冀西北张家口-宣化地区的转枝莲辉石闪长岩侵入水泉沟正长岩杂岩体中.该岩石由紫苏辉石、次透辉石、黑云母、中长石、正长石以及磷灰石、钛铁矿等副矿物组成.全岩分析结果SiO253%～59%.本文根据上述两点将其命名为辉石闪长岩.通过岩石成因、稀土元素分布模式和岩石的Sr-Nd同位素组成研究,认为岩体是上地幔和下地壳物质部分熔融的产物.辉石闪长岩的Rb-Sr等时线年龄为143Ma.

浙江普陀花岗杂岩体中的石英闪长质包体：斜长石内部复杂环带研究与岩浆混合史记录1397-1408

摘要：浙江普陀花岗杂岩体包含若干石英闪长质包体,该类包体中存在三种不同类型的斜长石:正常环带的斜长石、筛孔构造的斜长石和酸性斜长石为核的'反环带'斜长石.根据斜长石的环带构造特征和成分分析,认为本区的岩浆演化过程大致如下:下部基性岩浆注入到上覆酸性岩浆中并进行混合作用,酸性岩浆中已结晶的富钠质斜长石晶体进入偏基性的混合岩浆中,部分熔融形成筛孔构造;随着端员岩浆的进一步混合,富钠质斜长石晶体与中性混合熔体仅形成粗糙的边界,而保留原先构造特征;同时混合岩浆可以直接结晶出正常环带斜长石,呈单颗粒或以膜的形式包围其它环带构造的长石.本文还通过与平潭角闪辉长岩杂岩体内筛孔斜长石的对比,认为斜长石的环带构造和成分可以反映岩浆源区特征和岩浆演化历史.

辽吉地区古元古代花岗岩成因及对构造演化的制约1409-1416

摘要：条痕状角闪二长花岗岩和斑状花岗岩类是辽吉地区古元古代花岗岩的主要类型.这两类花岗岩在成因、构造环境上一直存在争议,这使得研究者对该区古元古代的构造演化不明确.本文着重研究了这两类花岗岩的地球化学特征.条痕状二长花岗岩以角闪石、磁铁矿等暗色矿物组成的条痕状构造为野外主要识别特征,具有弱负铕异常(Eu/Eu*=0.47～0.65);tDM变化范围为2.40～2.82 Ga;最新的测年资料表明它形成于2.175Ga左右.斑状花岗岩类以巨斑状和环斑状构造为主要识别特征,样品弱负铕异常(Eu/Eu*=0.30～0.86);tDM变化范围为2.42～2.57 Ga;最新的测年资料表明它形成于1.875Ga左右.统计的N(tDM)-t图解分析表明,胶辽地块古元古代深部地质过程经历了两幕岩浆底板垫托作用,底侵时代的峰值分别为2.5～2.4Ga和2.2Ga左右.利用εNd(t)-t图解,结合Pearce构造图解综合分析,本文认为晚期底侵加热作用导致了以早期底侵体和太古代老地壳为主的物源的熔融,并在裂谷背景下侵位形成角闪二长花岗岩(A型花岗岩),而斑状花岗岩类则是之后的造山运动进入后造山构造体制转换期时就位的.两幕底侵以及后期的造山运动构成了本地区在古元古代的主要构造演化过程.

丹东花岗岩的地球化学特征及其成因1417-1423

摘要：新的SHRIMP定年结果表明,原先划归于古元古代的丹东花岗杂岩现在被确定为中生代岩体.其岩浆型环锆石带的年龄代表结晶年龄,为167～157 Ma;但是这些锆石的核部年龄主体为古元古代.本文侧重探讨丹东花岗岩体的岩石学和地球化学特征,论证其起源和产生的构造背景.研究结果表明,丹东花岗岩体具铕异常(Eu/Eu*=0.59～1.41),轻重稀土分异明显,其微量元素特征与安第斯型构造背景下的花岗岩特征一致,其tDM和εNd(t)变化范围分别为1.93～2.30 Ga和-17.95～-21.32.εNd(t)-t图解显示丹东花岗岩的源岩以古元古代中酸性壳源岩石为主.构造环境环境判别结果表明其形成于大陆边缘岩浆弧.结合中生代丹东地区所处的大地构造背景,本文认为丹东花岗岩体的起源和侵位与古太平洋板块向欧亚板块的俯冲有关.

滦平球状闪长岩岩相学特征和球状构造成因探讨1424-1432

摘要：文章对滦平球状闪长岩作了详细的岩相学研究,并据此提出岩体中球状构造的形成机理.根据球核的不同,可将球分为三种类型,包括以同源岩浆组分为核的球、以异源捕虏体为核的球和没有明显壳层结构的球.球中壳层一方面表现为基本不含角闪石的浅色层和含有一定角闪石的暗色层交替发育的矿物组成韵律,另一方面表现为斑状半自形-它形斜长石梳状层与细粒半自形-自形斜长石层互层的矿物结构韵律.球中斑状斜长石显示清晰的格子双晶,而主岩和基质中的斜长石则为聚片双晶.研究表明,所描述的球状构造是通过岩浆同化捕虏体和岩浆结晶综合作用形成的.球壳的矿物组成韵律和矿物结构韵律受岩浆中水含量变化的控制.

新疆塔里木板块西部瓦吉里塔格地区二叠纪超镁铁岩的岩石成因与岩浆源区1433-1444

摘要：瓦吉里塔格地区位于塔里木板块西部,前人在此区发现了晚二叠世形成的6个爆破角砾岩筒和32条岩脉.爆破角砾岩筒属火山口相和火山管道相,脉岩属次火山相.爆破角砾岩筒由角砾和胶结物组成.角砾的主要类型是纯橄榄岩、橄榄岩、橄榄辉石岩、辉石岩等;胶结物主要是麦美奇岩和苦橄岩.据岩石化学组成和液相线橄榄石的Fo分子确定的原生岩浆的MgO含量分别是18.78%和18.8%.它们的CaO/Al2O3平均值为3.9,Al2O3/TiO2平均值为2.6.这些超镁铁岩都富集LREE、大离子亲石元素和Nb、Ta,而重稀土元素贫化,并有Zr、Hf负异常.不同样品间∑REE和(La/Yb)N的差异反映了橄榄石和单斜辉石堆晶作用的影响.依据实验岩石学研究成果,熔融深度应为450km～650km.副矿物组合异常复杂,其中,刚玉的结晶深度有可能大于575km.它们的εNd(t)=+3.3～+5.4,εSr(t)=-4.27～-10.78,206Pb/204Pb=18.47～22.78,207Pb/204Pb=15.52～15.90,208Pb/204Pb=38.45～39.62.Nd、Sr、Pb同位素组成与洋岛玄武岩和一些地幔柱组分相同或相近.综合各方面的研究成果可以证明,这些超镁铁岩很有可能源自于核一幔边界之上的D″层.源区本属于亏损型地幔,但在岩浆生成前不久被富含轻稀土元素和大离子亲石元素的流体交代.

阿尔泰基性麻粒岩的发现：来自矿物学的证据1445-1455

摘要：新疆北部阿尔泰造山带富蕴乌恰沟一带首次发现代表中、下地壳深变质作用的基性麻粒岩.详细的野外和室内研究表明阿尔泰基性麻粒岩主要由粗粒和细粒的麻粒岩组成(SiO2含量为47.83～53.57%).两者的矿物组合相近,为斜方辉石+单斜辉石+斜长石+角闪石+黑云母.角闪石和黑云母成分富镁,可能与岩石的成分富镁有关.基性麻粒岩的岩石地球化学成分显示其富Mg/(Mg+Fe2+)和亏损U,Th,K及Rb,而且其原岩为钙碱性玄武岩,是岛弧构造环境下形成的产物.矿物化学特征表明斜方辉石中Mg/(Mg+Fe2+)介于0.65～0.71之间,为紫苏辉石,具高MgO+FeO,低Al2O3和Ca/(Ca+Mg+Fe),而单斜辉石具低TiO2和Al2O3的特点,说明它们皆为变质成因.部分角闪石和褐色黑云母富钛,指示它们为高温下形成的产物.这些特征证实了上述岩石为基性麻粒岩.角闪石和黑云母氟和氯含量较低以及水逸度较高,暗示其流体成分氟和氯在变质作用过程中不起主导作用.根据麻粒岩中矿物共生组合、期次和矿物温压计估算,麻粒岩形成的峰期和退变质温压条件分别为750～780℃,0.6～0.7GPa和590～620℃,0.23～0.37GPa,前者属高温中压条件.阿尔泰地区基性麻粒岩的发现为进一步研究阿尔泰地区深部下地壳的组成和结构以及深化阿尔泰地区、新疆北部甚至中亚地区大陆动力学过程和机制都具有重要意义.

钛闪石的高压结构及其地质意义1456-1460

摘要：利用同步辐射EDXD方法和DAC高压技术对采于新疆天山碱性玄武岩地幔捕虏体中的钛闪石进行了原位高压(达25.4 GPa)结构研究:在室温下,随着压力的增加,钛闪石的轴长a、b、c被逐渐压缩;当压力为18.9 GPa时,钛闪石可能由于'脱水'而导致结构发生相变,此相变应属于可逆的二级相变.结合钛闪石的地质产状,我们认为,钛闪石在上地幔一定深度范围内可以保持稳定,是上地幔中重要的含水矿物相之一,其被携带到地表是一个非常快速的过程.本文的结果对某些含钛矿物的高压行为研究提供了一定的参考.

NaAlSi3O8熔体粒子扩散行为压力效应的分子动力学研究1461-1468

摘要：为了研究压力对钠长石成分熔体粒子微观扩散行为的影响,本文用分子动力学方法,探讨了2001.5 K温度下,压力由50 MPa上升到19862 MPa的过程中,熔体的微观结构、粒子自扩散系数随压力的变化规律.研究表明,在升压过程中,低次配位体[4]Al和[4]Si向5次和6次配位体转变,[5]Al的含量在15 GPa达到极大值,而[5]Si含量的极大值在20 GPa仍未出现.Na的自扩散系数随压力升高单调下降,Al、Si和O的自扩散系数随压力升高先增后减,在8～10 GPa左右达到极大值.网架形成粒子自扩散系数的极大值与[4]Al和[4]Si含量的极大值对应的压力点不一致.所有粒子的自扩散系数与它们与O之间键的寿命呈线性负相关.

多矿物岩石流变性的有限元计算1469-1476

摘要：本文利用有限元计算方法从单矿物的流变关系式来确定其组合而成的岩石整体的流变规律.建立了三维不可压缩流体的粘弹性有限元模型,计算模型的骨架矿物橄榄石为立方体,填充矿物尖晶石分别取为立方体、单一球体和多个球体,模拟双矿物在三轴压缩实验条件下的蠕变变形过程.首先,本文验证了使用有限元方法数值模拟双矿物在三轴压缩实验下的蠕变变形的可行性.其次,计算研究了当填充矿物为弱矿物时几何外形对整体流变强度的影响,结果表明,填充矿物的几何外形为立方体时比球体时对整体的流变强度有更大的影响.当填充矿物体积不同时,随着填充矿物体积的增加,填充矿物对整体流变强度的影响也不断加大.最后利用三维模型得到的双矿物整体的流变强度结果,归纳出了填充矿物尖晶石占体积5%,10%,15%,20%时和骨架矿物橄榄石构成的双矿物岩石的蠕变关系式.与Tullis利用平面应变模型归纳出的双矿物经验流变关系式比较,发现Tullis的经验流变公式存在较大的误差,而本文得到的双矿物蠕变公式与理论结果更好地符合.本文结果为研究地幔多矿物岩石流变规律提供了新的途径.

蛇纹岩体中的硬玉岩与异剥钙榴岩1477-1484

摘要：硬玉岩是一种稀少的岩类,常以构造岩包体和脉体的型式产出在蛇纹岩中.本文着重介绍与蛇纹岩化过程密切相关的硬玉岩.这类硬玉岩总是出现在洋壳俯冲碰撞带中,常常与蓝片岩、偶尔也与榴辉岩伴生.通过研究硬玉岩的矿物组合、化学成分和结构构造,综合世界各地硬玉岩产状,可将硬玉岩从广义的变质成因上分为三类,即:在蛇纹岩体中、或其它岩类包体中由交代作用形成的硬玉岩脉体;蛇纹岩中的构造岩成因岩石包体经固相变质作用后形成的块状硬玉岩;以及介于上述两者之间,由变质和交代的共同作用形成的硬玉岩.此外,还对交代成因的硬玉岩在蛇纹岩化过程中与异剥钙榴岩化作用的关系从流体及其化学成分演化的角度进行了分析和研究.提出了在海底和俯冲带上板片的构造背景下硬玉岩形成的模式.