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地幔橄榄岩成因和地幔活动的显微观察 1 地潭岩成因分析 将远东橄榄岩的成因与其伴随的远东侧玄武岩（morb）直接结合起来。据估计，远东侧玄武岩是局部化钾岩的液位，橄榄岩是残余物。但是近年研究证明,远洋橄榄岩的全岩化学成分的变异趋势与地幔岩分批和分离熔化作用产生的残余物不相一致。因而远洋橄榄岩不是地幔岩经局部熔化和萃取MORB(洋脊玄武岩)后的残余物,MORB熔体也不是地幔岩的直接衍生物,而是被复杂岩浆房过程改造过的产物。Niu等人的研究表明,远洋橄榄岩不是简单熔化的残余物而是饱和橄榄石的残余物,因而橄榄岩对于研究远洋岩石成因也十分重要。远洋橄榄岩全岩化学成分有序的演化趋势,证明存在一个火成橄榄岩套,Niu等人展示了远洋橄榄岩全岩化学成分变化趋势,这种趋势与局部熔化趋势是不相一致的,但是与残余物加过量橄榄石的岩石化学趋势相吻合。 西藏罗布莎蛇绿岩代表古大洋壳和古大洋上地幔碎块,古大洋地幔橄榄岩与远洋橄榄岩在成因上是否有相似之处? 古大洋的橄榄岩套与远洋橄榄岩套在岩石化学的演化趋势上是否可对比? 这是本文研究的主要目的之一。 罗布莎橄榄岩岩石化学趋势表明,它不是原始地幔岩局部熔化萃取MORB后的直接残余物。与直接残余物对比,它具有富含橄榄石以及富集斜方辉石的趋势。由全岩化学成分变异趋势推断的原始地幔岩成分比原始地幔岩更富含SiO2,而贫CaO等。罗布莎橄榄岩的熔融代替结构(Melt-replaced texture)发育,清晰反映出存在局部熔化和大量超镁铁熔体的回归与充填,因此罗布莎橄榄岩不是原始地幔岩被萃取MORB后的直接残余物,而至少是局部熔化后熔体和残余物混合的物质。罗布莎上地幔橄榄岩一部分物质来自过渡带尖晶石的相变产物,因而成因更为复杂。 2 布莎岩块serpethicte 沿雅鲁藏布江-印度河沿岸广泛分布蛇绿岩块,其中代表性的并含工业豆荚状铬铁矿床的罗布莎岩块为本文研究的对象。罗布莎岩块位于雅鲁藏布江蛇绿岩带的东段,拉萨市以东约200km的罗布莎村一带。罗布莎蛇绿岩块北侧分布冈底斯岩基(Gangdese Batholith),二者之间为断层接触,一部分被第三纪罗布莎群(The Luobusa Formation)复盖。岩块南侧为三叠纪复理石,二者之间仍为断层接触关系。 罗布莎岩块主要由地幔橄榄岩、过渡带纯橄岩和蛇纹混杂岩(Serpentinic melange)组成(图1),东西向延伸42km,南北宽不超过4km。在橄榄岩相中含有少量纯橄岩透镜体、豆荚状铬铁矿体以及辉长岩-辉石岩脉。 罗布莎蛇绿岩形成时代,根据日喀则一带与蛇绿岩共生的硅质岩中的放射虫时代定为110~100Ma,蛇绿岩岩石的238U/206Pb年龄为120±10Ma,Nd/Sm年龄为109±21Ma,而印度板块与欧亚板块碰撞年代大约开始于50Ma。 3 融熔替代结构和可吸流质岩 据近100个岩石薄片的矿物含量统计结果,罗布莎地幔橄榄岩的橄榄石(Ol)含量变化于86%~62%, 斜方辉石(Opx)30%~11%,单斜辉石(Cpx)5%~1%,铬尖晶石(Sp)0.2%~1.1%。岩石薄片统计矿物含量投影Ol-Opx-Cpx图(图2)中,反映出罗布莎橄榄岩矿物含量变化较大。 薄片中矿物含量统计表明,罗布莎地幔橄榄岩主要为斜辉辉橄岩以及含单斜辉石的斜辉辉橄岩(图2)。 在镜下观察,罗布莎斜辉辉橄岩全部为新鲜的没有蛇纹石化的岩石,但是几乎都遭受不同程度的变形和韧性剪切作用。普遍发育变斑晶结构(Porphyroclastic texture),变斑晶为Ol、Opx和Cpx,变斑晶粒径可达0.5~1.5cm。许多岩石薄片可见重结晶和糜棱结构。无论橄榄石和辉石都普遍发育肯克带(Kink-banding)。一部分薄片显示出岩石没有遭到剪切破坏,尚保存原生的融熔代替结构(照片A、B)。融熔代替结构的特点是较粗粒的(粒径0.5~1.0cm)的第一世代的Ol、Opx被部分熔融,所熔化的空间被第二世代矿物(熔体)聚合体充填,形成假斑状构造和熔融代替结构(照片A、B)。罗布莎的斜辉辉橄岩的大部分Opx边缘呈复杂的港湾状或蚕食状外形,港湾状部分为细粒的Ol、Opx、Cpx和Sp的聚合体代替或充填。有时甚至见到第一世代Opx以及Ol被第二世代矿物细脉状聚合体分割成若干部分。有时见有第二世代橄榄石沿第一世代Opx解理代替和呈楔形贯入的现象。熔融代替构造显示出假斑状构造外貌,但在矿物之间的结构上与动力变形作用的假斑状结构根本不同。 罗布莎地幔岩的熔融代替结构表明,被局部熔化的熔体,一部分没有被萃取移走,相反被封闭于残余地幔内。被封闭于地幔内的熔体缺少Al2O3、CaO、Na2O和K2O等不相容元素。Al2O3、CaO、Na2O和K2O等组分,在局部熔化的早期阶段已经被萃取殆尽。熔融代替结构