北祁连造山带玉石沟蛇绿岩地幔橄榄岩中发现金刚石

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单位深地探测与矿产勘查全国重点实验室,中国地质科学院地质研究所;中国地质大学(武汉)地球科学学院;青海省第四地质勘查院;中国地质大学(北京)珠宝学院;
来源地质学报
摘要
蛇绿岩型金刚石在新特提斯构造带的多个蛇绿岩中被发现,然而原特提斯蛇绿岩中是否存在金刚石还不清楚。本文选择北祁连造山带550~495 Ma玉石沟蛇绿岩为研究对象,开展矿物重砂分选和地幔橄榄岩的岩石学研究。结果显示,在约510 kg方辉橄榄岩中分选出25粒金刚石等异常矿物。金刚石粒径约50~150μm,呈无色、浅黄色,具有八面体、破碎不规则状和浑圆状等晶型,拉曼光谱显示1330.37 cm-1特征峰。金刚石围岩方辉橄榄岩主要由橄榄石(75%~85%)、斜方辉石(14%~24%)及少量铬尖晶石(<1%)组成。橄榄石Fo值为90.9~93.23,属于镁橄榄石,其中包裹于铬尖晶石内的橄榄石Fo值最高(93.23)。斜方辉石主要呈碎斑状与粒间状两种类型:碎斑状斜方辉石Mg#值为91.07~92.59,Al2O3含量0.94%~1.92%,Cr2O3含量0.43%~0.73%;粒间状斜方辉石Mg#值为91.40~92.31,Al2O3含量1.09%~1.80%,Cr2O3含量0.46%~0.65%,由此可以看出碎斑状斜方辉石的Mg#值和Al2O3、Cr2O3的变化范围都略大于粒间状斜方辉石。铬尖晶石Cr#值为56.14~70.21,Mg#值为43.89~58.33,TiO2含量低于0.05%。根据尖晶石的Mg#-Cr#图解显示方辉橄榄岩经历了25%~35%的高程度部分熔融,并受到弧前俯冲带熔/流体交代作用。金刚石等超高压矿物指示其形成于>150 km,指示洋壳/地幔物质在俯冲过程中被带入深部地幔,在高压强还原环境下形成金刚石等矿物后,被地幔橄榄岩-铬铁矿包裹,在回返过程中携带至地表。本研究验证了蛇绿岩型金刚石全球分布的重要意义,为揭示北祁连造山带深俯冲过程和地幔深部物质循环提供了新的视角。

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