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福建明溪橄榄岩包体的显微构造特征和矿物含水性研究

林杰春  
【摘要】:上地幔一直是地球科学研究的重要内容之一。福建省明溪地区由玻基橄辉岩携带至地表的橄榄岩包体是源自上地幔的天然岩石样品,对这些包体进行岩相学、显微构造、地球化学和矿物含水性的研究,可以为揭示上地幔的结构、成分、变形机制、古应力和流变状态等等提供约束。论文利用电子背散射衍射技术(EBSD)研究明溪橄榄岩包体的显微构造特征,还采用傅立叶变换红外光谱技术(FTIR)测量了包体中主要组成矿物的结构水含量,为探索结构水对上地幔岩石性质的影响提供重要的基础数据支持。研究主要获得了以下几个方面的认识: (1)明溪地区含石榴石的橄榄岩包体形成的温度条件为1079~1238℃,压力条件为22~26kbar,形成深度为70~83km,相当于大陆递增热流值75mW/m~2。 (2)尖晶石/石榴石二辉橄榄岩中镁橄榄石(Fo)具有明显的晶格优选方位,[010]轴在垂直于面理方向(Z轴)形成了强烈的点极密,[100]和[001]轴不存在点极密。结合傅立叶红外吸收光谱测水结果,可以确定橄榄石的组构类型为A型(010)[100]。铬透辉石(Di)和顽火辉石(En)的晶格优选方位不明显。 (3)尖晶石相和石榴石相橄榄岩包体的组构特征基本相同,说明虽然它们的来源深度不同,形成的温度压力条件有差异,但是它们同属于高温低应变速率和贫水条件下的产物。由于上地幔的主要组成矿物橄榄石存在晶格优选方位,造成本地区上地幔的各向异性。 (4)石榴石二辉橄榄岩中铬透辉石(Di)的结构水含量为107~323ppm,平均值为225ppm;顽火辉石(En)的结构水含量范围为22~119ppm,平均值为83ppm;镁橄榄石(Fo)的结构水含量为3~24ppm,平均值为12ppm;镁铝榴石(Pyr)的红外吸收光谱没有发现吸收峰,不含结构水。尖晶石二辉橄榄岩中铬透辉石(Di)的结构水含量为70~227ppm,平均值为153ppm;顽火辉石(En)的结构水含量为36~77ppm,平均值为59ppm;镁橄榄石(Fo)的结构水含量为5~28ppm,平均值为16ppm。 (5)与镁橄榄石(Fo)相比,铬透辉石(Di)和顽火辉石(En)的晶格优选方位都不具有明显的晶格优选方位,但是它们的结构水含量却显著高于橄榄石,没有发现矿物结构水含量大小与晶格优选方位强弱之间的正相关性。可能随着温度压力条件和包体岩石所处深度的变化,矿物中的结构水会在矿物颗粒间扩散或者进入矿物颗粒边界以及裂隙中,进而影响橄榄岩包体矿物的组构。


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