蒙阴金伯利岩中钙钛矿的微组构研究及其地质意义摘要
作为来源深度最深的岩浆之一,金伯利岩岩浆是许多地幔捕虏体的通往地面的重要载体。因此,基于对金伯利岩的研究,人们可以获取地球深部的大量重要科学信息。其中,金伯利岩中的钙钛矿,由于开始结晶的时间较早,并且有着较强的抗风化能力,因此能够有效记录金伯利岩发生蚀变、风化作用前岩浆形成、演化等方面的原始信息。本文以蒙阴地区胜利1号岩管、红旗6号岩管两个富矿程度不同的金伯利岩岩管中的钙钛矿为主要研究对象,通过分析钙钛矿的微形貌特征、生长环带结构、主量元素组成以及氧逸度等来了解钙钛矿的形成、生长以及演化过程,进而分析金伯利岩岩浆的成因演化过程及其对含矿性的影响。主要取得以下一些认识和结论:(1)蒙阴金伯利岩中的钙钛矿可以划分为自形、半自形两种类型;它们大部分和铬铁矿几乎是同一时期开始结晶的矿物,部分晚于铬铁矿开始生长。(2)蒙阴金伯利岩中的钙钛矿由于受到后期成分发生变化的金伯利岩岩浆的熔蚀作用,而往往形成正环带模式。(3)蒙阴地区胜利1号岩管、红旗6号岩管两个岩管中钙钛矿都存在弥散状的环带,反映了两个岩管都经历了多次的金伯利岩岩浆的喷发。贫矿的红旗6号岩管中钙钛矿还发育有后期形成的增生带,且具有更为离散的氧逸度(fO2),这表明了因而红旗6号岩管可能经历了更为频繁的金伯利岩岩浆的喷发。(4)更高的挥发份含量、金刚石生长环境从氧化性质到还原性质的过渡以及更少期次的岩浆喷发,这些都是可能导致胜利1号岩管具有更高品位的原因。(5)胜利1号岩管、红旗6号岩管两个岩管中的钙钛矿具有截然不同的氧逸度(fO2)大小值、演化趋势以及主量成分特征,这与其主要是由于同源的岩浆在岩浆演化后期经历了复杂的地质作用有关,并在尤其是不同的阶段生成了成分不同,氧逸度(fO2)演化趋势不同的钙钛矿。(6)受到后期岩浆成分发生改变的影响,蒙阴金伯利岩中的钙钛矿可蚀变为榍石、锐钛矿、水钙钛矿、钛铁矿等四种矿物。其中,由于金伯利岩岩浆受到地壳物质的混染,硅质成分的大量增加使得钙钛矿变得不稳定而蚀变成榍石,而水钙钛矿和锐钛矿则主要是在后期合适的T-P-f(H2O)- f(CO2)条件下而形成的蚀变矿物。另外,在一些二价阳离子(Ca2+,Mg2+ Mn2+以及Fe2+)的影响下,钙钛矿、水钙钛矿、锐钛矿以及榍石会转变为最终的蚀变矿物-钛铁矿。
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