内容发布更新时间 : 2024/5/16 2:46:37星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
蛇绿岩中地幔橄榄岩成因及构造意义研究
研究目的和意义：
地幔橄榄岩是蛇绿岩超镁铁岩的主要岩石类型。在蛇绿岩的形成过程和构造侵位的过程中，地幔橄榄岩还会遭受部分熔融作用，熔体萃取作用，以及地幔交代等多种地质作用的影响和改造。不同的地质作用会产生相应的矿物组合，通过对蛇绿岩中的地幔橄榄岩不同时代矿物组合特征的研究，可以进一步对蛇绿岩形成构造背景的认识，对于恢复蛇绿岩的形成和演化至关重要。 拟解决的问题：
1.地幔橄榄岩的形成过程中所经历的地质作用，如部分熔融作用，熔体抽取作用，流体-岩石反应，熔体-岩石反应等。
2.蛇绿岩的形成环境，如SSZ环境和MOR环境[1]。 拟研究的手段和方法： 1. 岩石学
对岩石的结构，构造，风化程度以及变质程度以及组成矿物进行研究，对岩石进行定名，如地幔橄榄岩包含纯橄岩，方辉橄榄岩以及二辉橄榄岩。 2. 矿物学
对岩石的组成矿物进行观察研究，地幔橄榄岩中不同时代的矿物的矿物组合具有不同的结构特征，反映了岩石成因的复杂性和多阶段演化的特征。
地幔橄榄岩中的矿物会保存地幔橄榄岩形成和演化历史的印记，尤其是地幔橄榄岩的矿物组合及化学特征对认识地幔橄榄岩的成因和恢复蛇绿岩的形成背景至关重要。对地幔橄榄岩中的橄榄石，斜方辉石，单斜辉石，尖晶石等矿物的化学成分进行研究和分析。
室内试验工作显示，尖晶石二辉橄榄岩在10—20 kbar的压力范围内，随着岩石熔融程度的增加，岩石中单斜辉石的含量迅速减少，斜方辉石的含量将逐渐降低。橄榄石的Fo和NiO含量，辉石的Mg#和Cr2O3含量，铬尖晶石的Cr#值将逐渐增加，而辉石和全岩的Al2O3和TiO2将逐渐减少[2]。
尖晶石的Cr#值是地幔岩熔融程度、源区亏损程度以及结晶压力的灵敏指示剂，Cr#反映了地幔部分熔融程度的增加[3]，经历较高程度部分熔融和萃取的橄榄岩具有较高的Cr#值。Dick 和Bullen（1984）根据铬尖晶石的成分将阿尔卑斯型地幔橄榄岩分为三中类型：Ⅰ型：铬尖晶石的Cr#<60;Ⅲ型：铬尖晶石的Cr#>60；Ⅱ型：为一种过渡类型，铬尖晶石的Cr#包含Ⅰ型和Ⅲ型地幔橄榄岩中的铬尖晶石。其中Ⅰ型地幔橄榄岩可能反映了洋中脊大洋岩石圈的环境，相当于深海橄榄岩，其部分熔融程度较低；Ⅲ型地幔橄榄岩，形成于岛弧环境，经历了较高程度的部分熔融；Ⅱ型地幔橄榄岩，则反映了复合来源的特征[3]。
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利用铬尖晶石的Cr—Mg图解，可以判断地幔橄榄岩的形成环境，即为SSZ型还是MOR
型地幔橄榄岩。 地球化学： 1. 主量元素
地幔橄榄岩全岩的化学组成是岩石学家研究岩石成因的重要工具。将不同元素的含量与MgO作相关图解，来反映岩石的成分变化，指示地幔橄榄岩的熔融的过程。MgO含量可以作为岩石亏损程度的标志，随着岩石橄榄石含量的增高，岩石的MgO相应的增高，岩石因此也更加的亏损。地幔橄榄岩中MgO含量高低是地幔亏损程度或部分熔融程度的标志，MgO含量越高，CaO、Al2O3、SiO2等易熔组分含量越低，说明其局部熔融程度越高从岩石学意义上讲，在上地幔熔出玄武岩浆过程中，CaO、Al2O3、SiO2等易熔组分容易进入熔体，熔出玄武岩浆越多，残留的地幔橄榄岩越富镁，地幔亏损程度越高。 2. 微量元素
蛇纹石化作用通常会影响微量元素Rb、Sr、Ba和U含量,的变化，而Nb、Ta、Th、Hf的低含量会影响分析的精度,，因此，选择含量相对较高的微量元素Cr、Ni、V、Co、Zr和Y进行讨论。作出MgO与Cr、Ni、V、Co、Zr和Y的相关性图解，分析这些元素之间的相关性。
利用地幔橄榄岩微量元素原始地幔标准化图解，分析其中的高场强元素，大离子亲石元素的分布特征，来分析是否有流体作用和地幔源区的特征。。 3. 稀土元素
作出地幔橄榄岩原始地幔标准化的稀土元素图解，并对LREE，MREE以及HREE三种稀土元素进行分析，描述他们的富集程度，同时观察Eu是否存在异常。同时利用稀土元素的总量来只是部分熔融的程度，利用稀土元素的配分模式，LREE是否富集来分析岩石是否经历了流体交代作用。利用LREE和HFSE的的相关性图解，可以判别导致LREE和HFSE富集的原因。由于HFSE在流体中的活动性相对较差，而在熔体中的活动性较强，而LREE在流体中和熔体中均具有较强的活动性，通过判别LREE和HFSE之间时否具有相关性，可以判断地幔橄榄岩LREE的富集是由于流体-岩石反应导致的还是由于熔体-岩石反应导致的。
由于HREE在后期改造中具有一定的稳定性，可以通过HREE的含量来判断地幔橄榄岩部分熔融程度的大小。利用微量元素的分配公式，分别计算不同熔融程度下的HREE的含量，做出不同熔融条件下地幔橄榄岩部分的稀土元素的图解，来研究岩石的部分熔融程度。 预期结果
蛇绿岩根据其形成环境可以分为洋中脊型（MOR）和俯冲带之上型（SSZ）。
SSZ型蛇绿岩中的地幔橄榄岩以方辉橄榄岩为主，二辉橄榄岩较MOR型蛇绿岩少见。 地幔橄榄岩中的橄榄石，辉石通常可见有波状消光，扭折带等地幔橄榄岩在分离板块边界或者其他地质动力活动区域（例如大学洋中脊，或者弧后盆地）经历高温高压变形作用的记录。
SSZ型地幔橄榄岩和MOR型地幔橄岩形成的构环境不同，因此SSZ型蛇绿岩中的地幔橄榄岩的MgO、SiO2、Ni、Cr、Co等相容元素含量较MOR型橄榄岩富集，而Al2O3、CaO、Sc、V等不相容元素则较MOR型蛇绿岩中的地幔橄榄岩。在作微量元素与MgO相关性图解时，相容元素与MgO呈现正相关，而不相同元素与MgO将呈现负相关。
SSZ型蛇绿岩中的地幔橄榄岩由于在形成的过程中会遭受流体的作用，通常情况下SSZ型蛇绿岩中的地幔橄榄岩会富集LREE，其稀土分配模式通常呈U型或V型。由于HREE不受后期流体作用的影响，因此HREE的总量可以反映部分熔融程度的大小。SSZ型地幔橄榄岩与MOR型地幔橄榄岩相比，通常遭受了较高程度的部分熔融作用，因此SSZ型地幔橄榄岩的HREE的含量相对于MOR型地幔橄榄岩来说较低。
因此根据以上特征，可以判别地幔橄榄的类型。
References:
[1]. Pearce, J.A., S.J. Lippard and S. Roberts, Characteristics and tectonic significance of supra-subduction zone ophiolites. Geological Society, London, Special Publications, 1984. 16(1): p. 77-94.
[2]. Dupuis, C., et al., The Yarlung Zangbo Suture Zone ophiolitic mélange (southern Tibet): new insights from geochemistry of ultramafic rocks. Journal of Asian Earth Sciences, 2005. 25(6): p. 937-960.
[3]. Dick, H.J.B. and T. Bullen, Chromian spinel as a petrogenetic indicator in abyssal and alpine-type peridotites and spatially associated lavas. Contributions to Mineralogy and Petrology, 1984. 86(1): p. 54-76.