一种确定再充填岩浆房体积比的实用岩石学方法

本文描述了热的原始岩浆再次充填到岩浆房后,如何确定新脉动岩浆在岩浆房中所占体积比的方法。该方法的依据是晶体含量变化和由于温度平衡而产生的斑晶环带。对斑晶环带、冷凝岩浆包体中填隙玻璃成分及冷凝混合岩浆中镁铁质条带的研究证明:在两种岩浆完全混合之前,它们的温度先达到了平衡。如果这些岩浆彼此有成因联系(例如分异的岩浆和热的初始熔体),那么会形成残余岩浆与斑晶边缘之间的成分平衡。温度增加形成矿物反环带成分变化区间,冷却形成正环带成分变化区间,以及实际矿物成分的变化均可用来估计放热量和吸热量,从而也使估计岩浆房中每一种岩浆所占体积比成为可能。根据热力学方面的知识将这种方法运用到Kurile-Kamchatka岛某些混合成因的火山岩系中,得出侵入到酸性岩浆房中的镁铁质岩浆的比例决不会超过主岩浆体积的10％。然而,实际观察发现,应加入的镁铁质端员岩浆可达到25％～50％。研究表明,产生这种矛盾的原因是镁铁质多孔泡状岩浆包体向岩浆房顶部上浮,这些包体集中在岩浆房顶部出口处,并在喷发过程中进一步与主岩浆混合(由于强制对流)。     

含钾-碱镁闪石钾镁煌斑岩的矿物学

对十一个含金云母-碱镁闪石的钾镁煌斑岩进行了化学成分和矿物学研究,发现这种矿物组合(也见于交代蚀变的超基性捕虏体中)对过碱性钾镁煌斑岩来说,是典型的组合.这些火山熔岩典型地富K和Mg,并且K与Mg正相关.Ti含量是变化的,但TiO_2可达7%.钾镁煌斑岩的过碱性特征在结晶作用开始之前就已获得,其所有矿物,包括最初的岩浆矿物,Al含量都很低.岩浆部分或完全固结成岩之后,碱丢失,这可以从某些样品中得到证实.典型的矿物组合除金云母和碱镁闪石之外,还包括富Cr贫Al尖晶石、橄榄石、透辉石、富Ti氧化物(钛铁矿、假板钛矿、红柱石).两个样品中存在似罗镁大隅石矿物,进一步突出了钾镁煌斑岩的过碱性特征.电子探针分析表明,钾镁煌斑岩中大多数含Al硅酸盐矿物四面体位置上的离子一般不足,其Si+Al总和系统地低于理论值.共结晶矿物间大多数元素的分配都是规则的,例如,碱镁闪石和金云母之间的Fe、Mg、Ti分配,长石和碱镁闪石之间Na和K的分配,金云母和碱镁闪石之间四面体离子不足.由这些现象得出结论,这些钾镁煌斑岩的过碱性特征影响和控制着矿物成分,然而,全岩Si饱和的程度并不影响矿物成分.钾镁煌斑岩的主要自生矿物可以与解释为交代组合并推测形成于上地幔高压条件下的超基性团块的相应矿物进行比较.大多数主要元素分配趋势不受压力的影响,但硅酸盐矿物中Ti的可溶性随压力的增加而有相当大的减小.钾镁煌斑岩质溶液的成因不能与玄武质岩浆联系起来,在钾镁煌斑岩区确实没有玄武岩出现.已有的钾镁煌斑岩总成分可以形成于地幔中含金云母+碱镁闪石的超基性组合的熔融事件.计算表明,本文涉及到的所有样品中,矿物的原始比例为:30-50%的碱镁闪石,56-68%的金云母.熔融体晶出橄榄石(有或无透辉石)后的残留岩浆即是钾镁煌斑岩岩浆.     

挪威西部片麻岩区高级变质岩中的微粒金刚石

从挪威西部片麻岩区的高级片麻岩中回收了3颗微粒金刚石。通过拉曼和红外光谱鉴定并测定这3颗微粒金刚石的特征,发现它们的结构中有H和N的替代杂质。通过对含金刚石岩石中的石榴石和石英矿物中的原生流体包裹体的研究,证明变质挥发分流体发生了演化,即从变质高峰期间还原的N_2-CO_2成分演化到退变质作用期间含N_2-CH_4±H_2O成分。地质、岩石和流体成分资料都表明微粒金刚石为变质成因;如果真是这样,那么微粒金刚石和片麻岩所记录的变质和流体条件可以用到其它高压区域变质带去研究微粒金刚石。     

金伯利岩型金刚石矿床矿物特征

通过检测金伯利岩中矿物的颗粒形态、形成世代和环带结构,认为岩石中橄榄石、金云母、铬铁矿的浑圆形颗粒形态、多世代性和蚀变环边结构是金伯利岩矿物的一个重要特征,可以作为金伯利岩型金刚石矿床找矿标志。     

巴西砂矿金刚石产地特征及比较研究

金刚石产地来源的确定是国际性难题,其中由于砂矿金刚石可能存在搬运过程的混合,其产地来源的确定更加具有争议性。巴西金刚石绝大部分来源于砂矿,从成矿地质背景、形貌和颜色、内部结构、矿物包裹体、微量元素、C同位素组成分布等六个要素总结分析了巴西金刚石研究的相关成果,为国际砂矿来源金刚石产地辨识提供参考。研究结果显示,巴西大部分矿区金刚石的特征与世界范围其它矿区的相似,以橄榄岩型为主,难以相互区分。但其中Juina地区和Machado河产地的金刚石具有独特的氮含量(无氮的Ⅱ型为主)和聚集状态,内部结构、矿物包裹体组合及温压环境特征均显示出深部地幔来源的特点,和巴西其它产地具有一定的区分度。与世界范围不同产地砂矿来源金刚石的基本特征对比显示,不同国家具体地区砂矿金刚石在上述不同要素的组合上存在一定的差异性,但总体上要借助现有资料进行产地来源的准确判断还非常困难,需要进行更深入细致的工作。     

山东昌乐新生代玄武岩中蓝宝石宝石学特征及在岩浆中保存条件的探讨(二)

三、玄武岩浆中蓝宝石保存条件探讨 天然蓝宝石的某些特征,诸如:生长特征、微量元素特征、包裹体矿物特征及野外产出特征的研究表明,蓝宝石的形成和存在有两种可能方式—巨晶(岩浆早期高压结晶固相)和捕掳晶(幔源岩石解体矿物)。但不论是巨晶说,还是捕掳晶说,都没有解决在什么样的环境里能够形成、在何种条件下岩浆岩中能够保存蓝宝石这一问题。笔者研究后认为,蓝宝石     

河南省原生金刚石矿找矿潜力分析

近年来,我国重新启动了金刚石地质找矿工作。河南省金刚石找矿工作中专家们积累了大量历史资料,但尚未取得找矿的突破性进展。河南省的大地构造位置横跨华北板块、扬子板块和秦岭-大别造山带,具有太古界陆壳基底,境内有金伯利岩等深源岩浆活动,具有形成金刚石的地质条件。理论研究和找矿实践表明,原生金刚石矿的成因模式包括金伯利岩和钾镁煌斑岩型,超镁铁质岩型和超高压变质型。鹤壁地区有金伯利岩出露,有金刚石出土且指示矿物齐全,发育深大断裂及次级断裂系统,具备形成金伯利岩型金刚石矿的地质条件。理论分析表明,超高压变质作用过程中有可能形成宝石级金刚石。在桐柏地区榴辉岩中,有可能存在超高压变质岩型宝石级金刚石。对于河南省的金刚石找矿工作,需加强鹤壁地区金伯利岩含矿性评价的基础理论研究,可尝试在桐柏地区寻找超高压变质型金刚石。     

火山理论受到冲击

芝加哥大学研究生路芳琼的包裹体研究成果震动了火山喷发的常规理论.她说,地下深处的新岩浆进入岩浆房激发了火山喷发的理论仅仅部分正确.路的研究表明,在新岩浆开始进入岩浆房之前,一些老岩浆在地下存留长达1000多年.路在研究加利福尼亚Bishop周围地区几百个火山岩样品的包裹体时发现,仅在800℃左右生成的矿物与仅在700℃左右生成的矿物相伴生.这说明岩浆房在喷发之前已被新的热岩浆注入而搅动,尽管混合岩浆不直接喷发.她通过对比圈闭在石英晶体中     

岩浆岩的标型特征及其潜在含矿性

岩浆岩的标型特征取决于原生岩浆的特征和这些岩浆在侵入时结晶作用及喷气分异作用进行过程的条件,也取决于结晶和冷却过程的条件.现在所积累的有关岩浆岩中金属及稀有金属分布的资料表明,在岩浆作用过程中主要是这些元素的结晶-化学分异作用.因此,金属元素和稀有元素的基性物质处于分散状态.例如,在大陆壳的头一个一千米处,按地球化学联系的这些各种各样分散状的金属的相互关系为     

低速带内的岩浆混合作用:宾夕法尼亚州费耶特县金伯利岩中的巨晶

宾夕法尼亚州西南费耶特县浅成相金伯利岩中有两种化学特征明显不同的巨晶和包体:富铬类型的和贫铬类型的。富铬类型由橄榄石(Fo=90-93)、石榴子石(1.64—6.14％的Cr_2O_3)、透辉石(1.89—2.34％的Cr_2O_3)、铬尖晶石和不混溶的硫化物熔体组成。它们的mg变化范围小,其主要元素的组成与受过剪切的石榴子石二辉橄榄岩的相似。次要元素的变化与48—39千巴压力范围内、温度区1310°—1055℃的晶体分离作用一致。贫铬类型演化程度更高。它们由橄榄石(Fo=81-85)、石榴子石(<0.1％Cr_2O_3)、镁钛铁矿(16—37mol％。MgTiO_3;0.05—2.05％Cr_2O_3)和透辉石(<0.1％Cr_2O_3)组成,代表了低速带内贫铬熔浆分离程度较高的阶段。这两种类型的巨晶和包体与它们的寄主熔浆混合,使两种橄榄石表现出了Fo=88-89的反应边和钛铁矿巨晶中的反环带(34—51mol％的MgTiO_3;1.4—3.6％Cr_2O_3)。贫铬类型者是从岩浆房里的熔体中结晶出来的。这些熔体是在低速带从上升的底辟体内分疑的。这些熔体内的结晶分异作用导致了矿物成分的演化和钛铁矿的晶出。而富铬类型代表在上升的底辟体中的熔体内,晶体和不混溶硫化物熔体的分离产物;在这种熔体中,熔体/晶体的比值是低的,熔体中主要元素的成分被周围的地幔成分(未亏损的石榴子石二辉橄榄岩)所缓冲。含有熔体的底辟体上升,破坏了演化程度较高的、贫铬的、包含巨晶的晶体糊状物,导致寄主熔体混合。逆反应和同源捕虏晶在混染岩浆内的结晶,形成了所观察到的环带类型。     

三种仿寿山“坑头冻”印材的宝石矿物学特征

寿山水坑石十分稀罕且昂贵,"坑头冻"乃其典型品种。采用XRD,FTIR,ICP-MS,SEM等测试仪器对目前市场上出现的仿寿山"坑头冻"的"青海白""丹东白""岩门晶"三种印材的矿物组成、化学成分以及微观结构进行了研究,并与寿山"坑头冻"进行了对比分析。结果表明,"坑头冻"由地开石组成,具特征的"萝卜丝纹",质量分数中较高的Fe可能由黄铁矿包裹体所致;"青海白"主要矿物组成为石膏,硬度较低;"丹东白"主要矿物组成为斜绿泥石,其灰蒙蒙状外观由墨绿色斑点状杂质所致;"岩门晶"主要由地开石组成,具较高质量分数的V,Cr元素可能是其总带有浅黄绿色调的原因。SEM的观察结果发现,"坑头冻"晶体的结晶程度好,呈假六方片状结构;"青海白"的板状石膏晶体粒度大、厚度大,堆积不紧密,易与其它三者区分;"丹东白"中的斜绿泥石片晶薄且堆积紧密,挠性发育,手感滑快;"岩门晶"与"坑头冻"的特征较为相似,但前者的结晶程度稍低。"坑头冻""青海白""丹东白""岩门晶"在矿物组成、化学成分及显微结构上的差异以及在颜色、光泽、密度、包裹体等方面存在的不少差异,可作为四者的鉴别特征。     

现代测试技术在金刚石包裹体研究中的应用

应用现代测试技术研究金刚石中的包裹体可为探索金刚石成因和地幔岩石圈性质及演化等重大问题提供重要的依据.采用激光拉曼探针(LRM)分析技术可以获得包裹体分子振动和分子配位体结构的信息, 适用于研究金刚石中的固体及流体包裹体.用电子探针分析(EMPA)技术可以分析金刚石内包裹体的主元素类型和含量, 可根据分析数据计算其化学结构式和确定包裹体的名称.用激光剥蚀电感耦合等离子质谱分析(LA-ICPMS)技术可准确得到样品中的主要元素、微量元素等信息, 相对其它测试技术可获得更加完整的金刚石中包裹体的信息.对于不同的包裹体样品, 运用恰当的分析方法是成功获得重要信息的关键.     

和田软玉的化学成分和显微结构研究

采用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)系统对产自新疆和周的软玉样品的主要矿物组成、化学成分、显微结构等进行了较详细的研究,并与产自中国青海、辽宁、河南及韩国的软玉样品进行了比较.结果表明,各产地软玉样品的矿物组成、化学成分和显微结构有一定的差异.和田软玉样品中含有镁质绿泥石,而辽7软玉样品中含有较多的闪锌矿,青海软玉样品中有含Zr元素矿物的颗粒,河南软玉样品中有含La与Ce元素较高矿物的颗粒;对纯度较高的软玉样品,仅依靠主成分很难区分其产地,但依靠其微量元素成分却能起到较好的鉴别作用;和田软玉样品中透闪石的显微结构较致密,纤维尺寸要小于其它产地软玉样品的.以上信息对确定软玉的产地具有较好的参考意义.     

辽宁岫岩地区的玉石种类

在对辽宁省岫岩地区产区的玉石的化学成分,物理性质,品种特征等系统研究的基础上,提出了岫岩玉石品种的分类以及不同矿物成分和物理性质的玉石品种的鉴别特征。     

湖北黄石与印度浦那鱼眼石的宝石学特征对比研究

近年来,在湖北黄石地区发现了具有重要研究价值的鱼眼石晶体,其结晶习性与其它地区的鱼眼石有一定的区别。以湖北黄石与印度浦那鱼眼石晶体为研究对象,采用宝石学常规仪器、电子探针、激光拉曼光谱仪对比分析了两者的晶体特征、化学成分和包裹体等。结果显示,湖北黄石鱼眼石样品的结晶形态以板状为主,印度浦那鱼眼石样品则以柱状为主;所有样品的主要元素均为Si,Ca和K,但湖北黄石鱼眼石样品中还含有Al和Na元素;湖北黄石鱼眼石样品以气液两相包裹体为主,印度浦那鱼眼石样品则以石英、沸石等晶体包裹体为主。     

翡翠中钠铬辉石后成合晶与成分变异环带机理

翡翠中钠铬辉石是在变质作用高峰期与硬玉同时形成的变晶矿物,还是钠长石交代铬铁矿所形成的产物？就此争议问题,主要采用岩相学和EPMA分析测试技术,重点对矿物微相、显微组构及微区化学成分特征进行研究,研究表明,纳铬辉石主要呈后成合晶形式取代或包绕翡翠中原生矿物铬铁矿,部分与硬玉相邻的铬铁矿经交代分解而形成钠铬辉石 钙质钠铬辉石 钙铬榴石三层同心环状后成合晶域,并发育化学成分变异环带。由此显示了不平衡交代变质反应的多阶级性和复杂性,研究结果认为,变质作用高峰期后,铬铁矿与硬玉矿物粒间或晶内离子的扩散双交代与流体渗滤交代的耦合作用,由剪切应力作用所致的晶粒破碎与晶内边缘位错密度的增大,是导致钠铬辉石等后成合晶及成分变异环带形成的主要缘由。     

天然水晶中常见的固态包裹体研究

天然水晶中最为常见的固态包裹体为针状、纤维状晶体。利用宝石显微镜、偏光显微镜、电子探针对这些天然水晶中固态包裹体进行系统的光学观察和成分分析，并确定了这些天然水晶中各种针状、纤维状包裹体以及“面包渣”状包裹体的物相组成。     

中国三个产地的软玉(透闪石玉)研究

中国是产软玉大国, 除新疆和田外, 江苏溧阳、辽宁岫岩亦有产出. 采用电子探针、 X射线粉末衍射、红外光谱及扫描电镜等测试方法对三个产地的软玉进行了深入细致的测试研究, 从地质特征、矿物成分、结构构造及成因等方面进行了对比分析, 证明三个产地的软玉的主要矿物组成为典型的透闪石, 结构构造类似, 成因均为接触交代型.     

辽宁复县钻石杂质不均一性探讨

总结了钻石中氮的存在形式及类型、氮的聚储过程及影响因素。驼辽宁复县５０号岩管中的钻石定向切片进行红外光谱分析,结果显示,同一矿区的钻石具有不同的氮的聚集态和类型同一料钻石从中疏到边缘亦可出现不同的氮集态。杂质Ｎ,Ｈ在钻石中分布不均匀号钻石的成矿环境的变化及多期生长结构相吻合。     

辽宁宽甸绿色云母玉的宝石学特征及颜色成因探讨

近期,笔者获得来自辽宁东部宽甸地区的绿色玉石,为研究该样品的宝玉石学特征及其颜色成因,采用常规的宝石学鉴定方法及偏光显微镜、红外光谱仪、激光拉曼光谱仪、X射线粉末衍射仪、X射线荧光光谱仪、光纤光谱仪等测试仪器,对其进行了宝石学、矿物学、光谱学特征及主要化学成分和微量元素的研究。结果表明,该玉石的主要矿物组成为白云母,质量分数达98%以上,具鳞片变晶结构,少量的红色矿物为金红石;Cr3+类质同象替代白云母中的Al3+是该样品产生绿色的主要原因,依据国家珠宝玉石名称的标准,应将该样品定名为云母玉。