金伯利岩是一种偏碱性的超基性浅成岩,常见于长期稳定的克拉通(古老大陆)。前人对其岩相学、地质学特征(定义、分类、结构构造、矿物成分及蚀变特征等)已进行了相当的研究,取得了大量研究成果。然而,当前人们对于“金伯利岩岩浆演化过程”、“金伯利岩中金刚石含矿性评价”和“金伯利岩形成演化对深部过程的响应”等科学问题尚存分歧,甚至知之甚少。尖晶石作为金伯利岩中最为重要的副矿物之一,其贯穿于金伯利岩的整个形成演化过程,其形态和成分特征是反映金伯利岩岩浆演化过程的重要窗口。基于此,本文以山东蒙阴金伯利岩为研究对象,采用光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、X射线粉晶衍射(XRD)、电子探针(EPMA)、激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)、近红外光谱(NIR)等分析方法,在研究蒙阴金伯利岩产出的区域地质背景、矿物学特征的基础上,重点分析基质中原生尖晶石的形态、组成及其环带特征,进而分析其形成环境,旨在为金伯利岩的演化过程重建提供科学线索。金伯利岩中的矿物组成非常复杂,不仅含有岩浆直接晶出的矿物,如橄榄石、尖晶石、钙钛矿、磷灰石和锆石等;还有自金伯利岩岩浆源区上升到地表期间携带出的地幔物质,如巨晶橄榄石、石榴石、尖晶石、金刚石等,即所谓的捕虏晶。此外,由于金伯利质岩浆富含挥发分,其矿物组成中还包括有大量的碳酸盐及含水硅酸盐。本文研究的金伯利岩样品的新鲜面呈深灰绿色,部分带黄绿色调,风化面呈黄褐色,主要为斑状结构、块状构造。斑晶主要由粒径为5~15mm的交互生长状大颗粒晶体组成。斑晶矿物的晶形发育不完整,形状各异,如不规则状、长条形、卵圆形、圆形等,但以浑圆状、椭圆状为主,斑晶主要矿物组成为镁铝榴石、橄榄石、金云母、镁钛铁矿、铬透辉和石铬铁矿等。 山东蒙阴金伯利岩基质中具环带的尖晶石颗粒主要为自形-半自形颗粒和环礁结构颗粒。二者多与钙钛矿、金云母等矿物共生。环带通常有2-3层。不同的环带特征由多个因素造成,如形成环境的热扰动、压力变化及融体成分变化等。这些差异特征反映华北克拉通金伯利岩经历了长时间复杂的演化过程。总体上,所研究尖晶石的成分具有富Cr、Fe和Ti而贫Al的特征。同时,环礁结构的颗粒较自形-半自形颗粒更为富Cr,但是贫Fe。具有环带的尖晶石由核部至边部,Cr逐渐降低,Ti和Fe含量逐渐升高,Fe2+/(Fe2++Mg)呈逐渐上升状态,这与早期金云母结晶有一定的关系。此外,自形-半自形颗粒中核部的Ti含量较为稳定,具环礁结构颗粒核部Ti含量变化范围较大。两种结构颗粒的环带核部微量元素含量很低,表现出Pb、Ti高峰和Sr、Y的低谷,呈较平坦的反“S”配分曲线。金伯利岩岩浆在向地表上升途中,由于与地幔岩石的相互作用,形成的了富地幔物质、低熔程度的钾质超基性岩浆及以碳、氢、氧氮、硫为主的流体。最初形成的金伯利岩岩浆可能富碳酸盐的流体,SiO2含量很低;继而,岩浆房中的温压都迅速降低,不同的流体周期性的渗,氧化性增强,同时捕获了许多周围的捕虏体,而这些捕虏体相继被破碎、磨圆,经受初步的变质;最后一个阶段,岩浆上升至地表,而这种开放的...