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流体包裹体研究进展、地质应用及展望一、本文概述流体包裹体，作为地球内部流体活动的重要记录者，一直以来都是地质学领域的研究热点。
它们以微小包裹体的形式被固定在矿物晶体中，为我们提供了了解地球内部流体性质、活动历史以及成矿作用的关键信息。
本文旨在综述流体包裹体的研究进展，包括其形成机制、分析方法以及地质应用等方面的内容，并对未来的研究方向进行展望。
通过梳理流体包裹体的研究历程，我们可以更好地理解地球内部流体系统的运作机制，为资源勘探、环境评价等领域提供理论支持和实践指导。
二、流体包裹体的形成与演化流体包裹体，作为地质作用中重要的记录者，其形成与演化过程对于理解地壳内流体活动、物质迁移以及成矿作用等具有重要意义。
包裹体的形成通常与岩浆活动、变质作用、构造活动等地质过程密切相关。
在岩浆活动中，随着岩浆冷却和结晶，其中的挥发分和溶解物被捕获在矿物晶格中，形成原生包裹体。
而在变质作用中，由于温度、压力的变化，原有岩石中的矿物发生重结晶，其中的流体被包裹在新的矿物中，形成次生包裹体。
包裹体的演化过程则是一个复杂的物理化学过程。
随着地质环境的变化，包裹体中的流体可能发生相变、溶解-沉淀、氧化还原等反应，导致其成分、形态、大小等发生变化。
这些变化不仅记录了地质历史中的流体活动信息，也为研究地壳内流体性质、运移路径和成矿机制提供了重要线索。
近年来，随着科学技术的进步，尤其是微区分析技术的发展，使得对流体包裹体进行更加精细的研究成为可能。
例如，通过激光拉曼光谱、电子探针等手段，可以对包裹体中的流体成分进行定性定量分析；而通过显微测温、压力计算等方法，则可以揭示包裹体的形成温度和压力条件。
这些技术的发展为深入研究流体包裹体的形成与演化提供了有力工具。
未来，随着研究方法的不断完善和创新，我们对流体包裹体的认识将更加深入。
通过综合应用多种技术手段，结合地质背景分析，有望揭示更多关于地壳内流体活动、物质迁移和成矿作用的细节信息。
浅析华北地区新生代玄武岩中的地幔橄榄岩包体华北地区是我国一个非常重要的区域，在华北平原当中，新生代玄武岩是一种较为主要的地质构成。
而在这些新生代玄武岩当中，地幔橄榄岩包体的发育十分广泛，主要包括尖晶石方辉橄榄岩、尖晶石二辉橄榄岩等。
基于此，本文对环北地区新生代玄武岩中的地幔橄榄岩包体进行了分析。
标签：华北地区；新生代玄武岩；地幔橄榄岩包体0 前言在岩石圈地幔热状态、热结构、化学组成进行了解的过程中，幔源岩浆岩当中的橄榄岩包体具有十分重要的意义和作用。
在华北地区当中，新生代玄武岩当中的地幔橄榄岩包体发育十分广泛，因而近年来也引起了人们对其同位素地球化学、元素、矿物学、岩石学等方面的深入研究。
通过对华北地区新生代玄武岩中的地幔橄榄岩包体进行矿物化学、岩相学等学科的研究，对于该地区岩石圈地幔的热状态、成分特点等，能够进行有效的阐述，并且为同位素的深入研究提供依据。
1 大地构造背景新生代玄武岩位于华北地区的南部的断陷盆地，在该地区下伏着岩石圈地幔。
岩石圈地幔和下地壳俯冲到华北岩石圈之下，新生代玄武岩地球化学特征为其提供了基础。
在稳定的元古界基底之上，这一区域得以存在，在地块南部，新元古界上溪群浅变质岩露出，在其上，不整合覆盖着古生界地层、震旦系。
在该地区，三叠系到震旦系海相地层发育较为广泛，在早泥盆统、中泥盆统之间，存在着沉积间断，然后是陆相沉积阶段[1]。
在该地区，不同的构造层有三重，分别为侏罗纪以来内陆盆地红层、火山岩等形成的叠加盖层，古生代到中生代初，基于海相的沉积盖层，以及前寒武纪变质基底。
在早期，该地区有少量拉斑玄武岩发育，到古近纪晚期，碱性玄武岩及地幔橄榄岩包体广泛发育。
2 岩相学特征在华北地区新生代玄武岩中的地幔橄榄岩包体，主要是椭球体状、球体状等形状，同时也包含一些圆度较好的不规则形状。
包体的直径大约在10cm到20cm 之间，直径较大的，能够达到50cm，而直径较小的则只有2cm，其与寄主玄武岩之间，存在着较为清晰的接触界限。
包裹体在石油地质研究中的应用与问题讨论【摘要】本文主要探讨了包裹体在石油地质研究中的应用与问题，首先介绍了包裹体的定义与特点，然后分析了包裹体在古地温古流体演化和油气成藏演化研究中的重要作用。
接着探讨了包裹体分析中存在的问题以及包裹体分析技术的发展趋势。
最后总结了包裹体在石油地质研究中的重要性，并提出了未来的研究方向。
通过对包裹体的深入研究，可以更好地理解油气成藏演化的过程，为石油勘探开发提供科学依据，同时也为地质学领域的研究提供了新的方法和途径。
包裹体分析的技术不断发展，将为石油地质研究带来更多的可能性和挑战。
【关键词】包裹体、石油地质研究、古地温、古流体演化、油气成藏、分析技术、问题讨论、重要性、未来研究方向1. 引言1.1 研究背景包裹体是指在石英、碳酸盐等矿物中封闭的小圆体，内含气体、液体或固体等不同阶段的流体。
包裹体富含信息，可为石油地质研究提供宝贵的数据。
随着石油勘探和开发的不断深入，对地下储层的认识也越来越重要，而包裹体作为地质、烃源岩和流体演化的“闪光点”，在石油地质研究中发挥着重要作用。
研究表明，包裹体中蕴含了古代岩浆活动、地下流体演化的信息，通过分析包裹体形成方式、成分特点等，可以揭示地质作用、构造变革、古地温古流体演化等过程，进而指导勘探开发工作。
包裹体还能为判别油气成藏的地质条件、构造背景等提供重要依据，有助于发现潜在油气资源。
尽管包裹体在石油地质研究中具有重要地位，但在实际分析中也存在一些问题，如包裹体的选择、提取、分析技术的不足等，限制了其在石油地质研究中的应用。
包裹体分析技术的发展是当前急需解决的问题之一。
1.2 研究目的研究目的是通过对包裹体在石油地质研究中的应用与问题的讨论，深入探讨包裹体在古地温古流体演化和油气成藏演化研究中的重要性和作用，分析包裹体分析技术的发展现状及存在的问题，从而为未来石油地质研究提供理论参考和方法指导。
通过对包裹体的定义、特点以及在石油地质研究中的应用进行系统总结，揭示包裹体分析在石油勘探开发中的重要作用，为探索更有效的包裹体分析技术和方法提供思路与建议。
岩石包体国内外发现趋势岩石包体是地质学中一个重要的研究领域，它涉及到岩石的形成、演化和变质过程。
近年来，国内外对岩石包体的研究趋势逐渐增加，为我们深入了解地球内部的构造和演化提供了重要的线索。
一、岩石包体的定义和分类岩石包体是指在岩石中包含的具有不同成分、结构和形态的小块或小体。
根据其形成机制和特征，岩石包体可以分为多种类型，如斑岩包体、蚀变包体、变质包体等。
每种类型的岩石包体都具有独特的特征和形成机制，通过对其研究可以揭示地壳演化的过程和机制。
二、国内岩石包体研究的趋势在国内，岩石包体的研究趋势逐渐增加。
一方面，随着地质勘探和矿产资源开发的深入，对岩石包体的认识和理解变得更加迫切。
另一方面，国内地质学研究的不断发展也为岩石包体的研究提供了更多的机会和条件。
近年来，国内地质学界对岩石包体的研究主要集中在以下几个方面：1. 岩石包体的成因机制：通过对岩石包体的形态、结构和成分进行分析，研究人员可以揭示岩石包体的形成机制。
例如，通过对斑岩包体的研究，可以了解到岩浆的运移和混合过程，从而推断出岩浆的成因和演化历史。
2. 岩石包体的地质意义：岩石包体是地质学研究中的重要对象，它们记录了地壳演化的过程和构造环境的变化。
通过对岩石包体的研究，可以了解到地壳的构造特征、变质作用和岩浆活动等重要信息，对于认识地球内部的构造和演化具有重要意义。
3. 岩石包体的地球化学特征：岩石包体中的矿物和元素组成可以反映地球内部的物质组成和地球化学过程。
通过对岩石包体中矿物和元素的分析，可以了解到地球内部的物质来源、运移和演化过程，为地球化学研究提供重要的线索。
4. 岩石包体的矿产资源潜力：一些岩石包体中富含有矿产资源，如金、铜、铅、锌等。
通过对这些岩石包体的研究，可以评估其矿产资源潜力，为矿产资源勘探和开发提供科学依据。
三、国外岩石包体研究的趋势国外对岩石包体的研究也呈现出增长的趋势。
不同国家和地区的地质学家们通过合作和交流，共同推动了岩石包体研究的发展。
赵志丹等：青藏高原南部地幔包体的发现及其意义１９７图２赛利普地幔包体矿物结构背散射照片．（ａ）样品ｓＬ【）６５０中０ｌ＋Ｉ’ｈｌ＋ｓｐ的矿物组合照片，其中尖晶石具有２种矿物相，灰白色（ｓｐ—１）为高Ａｌ低Ｃｒ，亮白色（ｓｐ－２）为低ＡＪ高ｃＬ（ｂ）样品ｓＩＪＤ６５０视域中为Ｏｌ十ｃｐｘ＋ｓｐ组合，其中ｃｐｘ和ｓｐ具有蠕虫状交生特征．（ｃ）样品ｓＬ０６５ｌ中０ｐｘ＋ｃｐｘ＋Ｑ的组合，石英为后期富ｓｉ流体交代作用产物．（ｄ）样品ｓＬ０６５０中０ｌ＋ｓｐ十Ｐｌｌｌ矿物组合和结构，从晶形看，图中Ｓｐ的两部分似为被交代流体／熔体分裂为两部分，金云母为交代矿物Ｆｉ昏２Ｂａｃｋ－ｓｃａｔｔｅｒｅｌｅｃｔｍｎ（ＢＳＥ）ｉｍａｇｅｏｆｔｈｅＳａｉｌｉｐｕｍａｎｔｌｅｘｅｎｏｌｉｔｌｌ．（ａ）Ｉｎｓ砌ｐｌｅＳＬ０６５０，ｔｈｅｍｉｎｅｒａｌｓＯｌ＋ＰＩｌｌ＋Ｓｐ，ｉｎｗｈｉｃｈｔｈｅｓｐｓｈｏｗｉｎｇ２ｐｈ鹅ｅｓ．，Ｉ．｝Ｉｅｇｒｅｙｗｈｉｔｅ（ｓｐ－１）ｈａｓｈｉｇｌｌＡｌ粕ｄ１０ｗｃｒ，ｔｈｅｂｒｉｇ｝ｌｔｗｈｉｔｅｐ砒ｈａｓｌｏｗｍ蚰ｄｈｉｇ｝Ｉｃｒ．（ｂ）Ｉｎｓ砌ｐｌｅｓｓｕＤ６５０ｗｉｔｌｌＯｌ＋ｃｐｘ＋ｓｐ髂ｓｅｍｂｌａｇｅ，ｔｗｏｍｉｎｅｒａｌｓ（ｃｐｘ明ｄｓＰ）ｓｈｏｗｉｎｇｉｎｔｅｒｇｍｗｔｈｔｅｘｔｕｒｅ．（ｃ）Ｉｎｓ锄ｐｌｅＳＩＪ０６５１ｗｉｔｈＯｐｘ＋Ｃｐｘ＋Ｑ．（ｄ）ＩＩｌ鲫ｌ耐ｅＳ嘲ｗｉｍ０ｌ＋Ｓｐ＋Ｐｌｌｌ，ｔｈｅＳｐｓＩｌ砌ｄｌｌａｖｅｂｅ∞ｅｃｒｙ８ｔａｌ锄ｄｃＩＩｔｂｙ骶吐ａ鲫璐ｌｉｃＩｎｅｈ图３赛利普地幔包体主要矿物成分特征．赛利普为本文结果，汉诺坝和栖霞引自ＲｕｄＩｌｉｃｋ甜耐．（２００４）Ｆｉ昏３ＭａｊｏｒｅｌｅｎｌｅｎｔｃｏｍｐｏｓｔｉｏｎｏｆｔｈｅＳ批ｐｕｍａｍｌｅ姗ｌｏｌｉｔｌｌ．鼬ｌｉｐｕｆｍｍｔｈｉｓｗｏｒｋ，Ｈ卸ｎｕｏｂａ粕ｄＱｉｘｉａ硒ｍＲｕｄＩｌｉｃｋ以ｎｆ．（２００４）裂谷发展中的２期地温变化以及西伯利亚东部贝加尔裂谷地区的地温特征。
第一章岩溶研究国内外现状就世界范围讲，岩溶水是居民生活饮用水和工业生产用水的主要来源之一，由于地层岩性和构造的原因，地表水和污染物常常直接进入地下岩溶含水层。
由于地下水系统十分脆弱，非常容易受到污染，一旦污染，挽救几乎是不可能的，因此，在经济发达国家，尤其是在美国，针对岩溶地下水的保护及基础研究工作非常深入，已取得了大量非常有价值的研究成果。
如在美国Kentucky，地下水作为一个重要的、可再生的自然资源得到广泛应用，井水与泉水提供了公共家庭用水的1/3左右，地面溪流作为Kentucky 主要水源，主要由邻近的含水层维系，这种资源很容易受地面活动污染，一旦污染，这种地下水很难或不可能挽救，Kentucky Department for environment Protection将优先权放在地下水污染预防上，这种努力的一个重要方面就是认识到州的不同区域对于污染的敏感程度不同，显然，区别这种差异，进行适当的土地开发，对于水污染的防治非常重要，因而，Kentucky Department for Environment Protection Division of Water Groundwater Branch，主要依据三个水文特征：补给区域、流动速度和分散潜能来建立州水文地质敏感分级图，依据敏感程度分为5级，以对土地开发活动进行指导。
1988年NPS依据国会法成立了国家岩洞和岩溶研究院，该机构的目的就是通过研究将洞穴学深入，增强公共教育，促进环境合理的岩溶和岩溶管理。
1988年在美国成立了水文地质协会，其隶属于Florida 州立大学的地球物理流体动力学研究中心，其主要的目的是关注和保护含水层的质量，发展必要的科学知识，收集现场资料，提高对水文地质环境和相关模型的理解。
美国地质勘探局（USGS）与NPS合作，将1:7,500,000比例的地图数字化，一个更详细的岩溶地图也正通过USGS与Kentucky和Morehead州立大学领导下的协会的紧密协作在准备着，以满足工程和环境保护的需要。
中国东部岩石圈减薄研究中的几个问题吴福元1,2,葛文春2,孙德有2,郭春丽2(1.中国科学院地质与地球物理研究所,北京100029;2.吉林大学地球科学学院,吉林长春130061)摘 要:中国东部岩石圈减薄是近10年来国内外研究的热门课题,但关于岩石圈减薄的具体时间、机制及其构造控制因素,多有争论。
根据目前的研究资料,文中对上述问题进行了全面的讨论。
初步认为该岩石圈减薄发生在晚中生代,且在120~130M a 的早白垩世达到高潮。
综合分析认为,岩石圈的减薄与东侧太平洋板块的俯冲有关,即大洋板块的俯冲作用导致岩石圈加厚,进而发生岩石圈拆沉。
Os 同位素资料显示,由地幔橄榄岩包体所反映的新生代岩石圈地幔具有年轻性质,与古生代时的岩石圈地幔截然不同。
因此笔者认为,中国东部现今的岩石圈地幔并不是减薄后的残留,它表明中生代时,岩石圈地幔和部分下地壳一起通过拆沉作用而沉入软流圈地幔,由此而导致软流圈地幔与地壳的直接接触。
幔源岩浆的底侵及软流圈对地壳的直接加热作用,使上覆地壳发生大规模的岩浆和成矿作用,并导致中国东部中生代时期伸展构造的广泛发育。
关键词:岩石圈减薄;中生代;中国东部中图分类号:P542;P541 文献标识码:A 文章编号:10052321(2003)03005110收稿日期:20030218;修订日期:20030618基金项目:国家自然科学基金资助项目(40272045,40133020);中国地质调查局基础研究项目(200113000052)作者简介:吴福元(1962) ),男,研究员(教授),岩石学与地球化学专业。
E -mai l:w ufuyuan@mai 自从20世纪90年代早期中外学者根据我国华北地区早期古老的巨厚富集岩石圈地幔被薄的亏损型软流圈或海洋型地幔所取代这一命题以来[1~4],中国东部的岩石圈减薄问题得到了国内外学术界的广泛注意,发表了大量研究成果[5~14]。
尽管目前大家公认,岩石圈减薄是中国东部地质演化的基本事实,但对岩石圈减薄的具体时间、机制及其控制因素,仍存在激烈的争论。
流体包裹体的研究现状及发展摘要：流体包裹体的研究在地球科学发展中占有重要的意义和地位。
经过漫长的时间的发展，流体包裹体现在已经成为最热门的研究之一。
目前，对流体包裹体的研究主要是从流体包裹体的分类、区分、测温以及成分的分析等方面。
虽然经历了多年的研究发展，流体包裹体的研究技术日渐成熟，但流体包裹体的研究在理论方法和应用上仍然存在不足的地方，而这些不足之处也将成为流体包裹体未来的研究方向。
关键词：流体包裹体；现状；研究方向1流体包裹体的研究史流体包裹体是成岩矿物中成岩成矿流体在矿物结晶生长过程中，被包裹在矿物晶格缺陷或穴窝中的、至今尚在主矿物中封存并与主矿物有着相的界限的这部分物质[[1]]。
矿物包裹体的形成贯穿了整个地质作用的过程。
它记录并保存了地质作用不同阶段的物理化学特征:温度、压力、Ph、Eh、化学组成、矿化度、同位素组成、热力学及动力学条件等等，从而推断和解释地球上发生的各种地质作用。
对于包裹体最早的认识是：我国北宋的沈括，在《梦溪笔谈》中提到的。
对包裹体进行描述：士人宋述家有一珠，大如鸡孵，微绀色，莹澈如水。
手持之映空而观，则末底一点凝翠，其上色渐浅；若回转，则翠处常在下，不知何物，或谓之“滴翠珠”。
随着时代的不断发展，后来又有多位学者相继对包裹体进行了研究。
尤其是英国地质学家Sorby通过对包裹体的详细研究，在论文中提出了包裹体地质温度计的原理和方法，即流体包裹体均一法测温的基本原理；同时也根据观察和实验，对流体的性质和成因进行了开拓性的研究，认为可以用气液包裹体测定成矿温度，奠定了后来研究流体包裹体的基础。
随着研究的不断深入，由Smith提出并由其学生Scott设计完成发明的爆裂法测温法，该方法使测定不透明矿物成为可能，也是包裹体研究史上的又一大进步；在1958、1962和1963年Scott相继发表论文，系统阐述了包裹体均一法、冷冻法、打开包裹体后分析液相和气相的方法。
1968年美国学者Roedder发表了关于包裹体均一法、冷冻法及包裹体研究在地质上应用的一系列论文，提出了气液包裹体是作为成矿溶液样品保存下来的论点[[2]]。
中国岩石工程若干进展与挑战一、本文概述中国，作为世界上地质条件最为复杂、岩石工程活动最为频繁的国家之一，其岩石工程领域的发展与进步始终牵动着全球工程界的目光。
本文旨在全面概述中国岩石工程领域的若干重要进展与挑战，以期为全球岩石工程的研究与实践提供新的视角和启示。
文章首先回顾了中国岩石工程的发展历程，然后从多个方面详细阐述了中国在该领域取得的显著进展，包括但不限于岩石力学基础研究、岩石工程设计与施工技术、岩石工程安全与防灾等方面。
文章也深入剖析了中国岩石工程当前面临的主要挑战，如复杂地质条件下的工程安全、环境保护与可持续发展等问题。
通过本文的综述，我们期望能够为全球岩石工程领域的学者和实践者提供一个全面了解中国岩石工程进展与挑战的平台，进而推动全球岩石工程技术的创新与发展。
二、中国岩石工程的主要进展在过去的几十年里，中国岩石工程领域取得了显著的进展。
这些进展不仅体现在理论研究和技术创新上，也体现在工程实践和应用上。
以下是中国岩石工程的主要进展。
在理论研究方面，中国岩石工程领域的研究者们对岩石力学、岩石破碎理论、岩石工程稳定性分析等方面进行了深入研究，形成了一系列具有中国特色的理论体系。
这些理论体系的建立，为中国岩石工程的发展提供了坚实的理论基础。
在技术创新方面，中国岩石工程领域不断推动技术创新，开发出了一系列具有国际先进水平的岩石工程技术。
例如，中国在隧道施工、边坡治理、地下水控制等方面取得了显著的成果，形成了一系列具有自主知识产权的核心技术。
这些技术的创新和应用，为中国岩石工程的发展提供了强大的技术支撑。
在工程实践方面，中国岩石工程领域在大型工程项目中积累了丰富的实践经验。
例如，在高速铁路、高速公路、水电站等大型工程项目中，中国岩石工程领域成功地解决了众多技术难题，保证了工程的顺利进行。
这些实践经验的积累和总结，为中国岩石工程的发展提供了宝贵的实践经验。
中国岩石工程领域在理论研究、技术创新和工程实践等方面都取得了显著的进展。
第17卷 第1期 世 界 地 质 1998年3月 中国地幔岩包体的研究现状及今后研究对策探讨倪志耀刘援朝(北京大学地质学系,北京100871)(成都理工大学地质学系,成都610059)摘要 在系统回顾地幔岩包体的研究简史及研究现状的基础上,对我国地幔岩包体今后的研究对策进行了探讨。
认为我国地幔岩包体今后的研究工作应重视地幔岩包体形成演化过程中压力(p)、温度(T)、环境(E)和时代(t)的综合制约作用,定量模拟地幔岩包体的形成过程,最终建立地幔岩包体形成演化的p T E t模式。
关键词 地幔岩包体 p T E t模式 深部地质作用0 前 言地幔岩包体是由岩浆作用携带到地表的上地幔物质,是人们能够直接观察到的一种上地幔样品。
通过对地幔岩包体的系统岩石学研究,并结合地球化学、地球物理、矿物物理、岩石物理化学及高温高压实验等研究成果,能够限定上地幔(软流圈)的物质组成(矿物、岩石及地球化学特征)、结构构造(岩石学结构)、物理化学状态(温度、压力及氧逸度)、物质运动信息(流变学和动力学特征)、上地幔在空间上的不均匀性及随时间演化发生在上地幔中的深部地质作用(地幔对流、相转变、交代作用、壳幔混合作用、岩浆的产生和地幔岩变质变形等),并进而为探索和解决全球构造及地质学中的某些基本问题、矿产资源及能源的寻找、减轻地质灾害和改善地质环境提供重要的科学依据。
1 研究简史及现状分析自W agner提出金伯利岩中的超镁铁岩包体是上地幔岩石的样品[1]及Ro ss等推论碱性玄武岩中的超镁铁岩包体是上地幔的衍生产物[2]以来,特别是60年代末板块构造学说的问世,使得人们对地幔的组成、结构、相转变、地幔动力学及壳幔相互作用等各种发生于地幔之中的深部地质作用产生了浓厚的兴趣,进而从岩石学、地球化学、同位素地质学及高温高压实验等多种领域对地幔岩包体进行了较为系统的研究。
在此期间,B ailey根据某些地幔岩包体中存在的与地幔主要矿物处于平衡状态的含水矿物,如金云母和角闪石等,首次提出了地幔交代作用的概念[3]。
R ingw ood在提出“地幔岩”术语[4]的基础上,根据实验岩石学的最新成果,结合地质、地球物理等方面的证据,系统地阐明了地幔的化学成分、矿物组成和结构特征,并探讨了地幔的演化与动力学问题[5]。
其他研究人员,如Chen[6]、H arris等[7]和第一作者简介 倪志耀 男 33岁 副教授 岩石学专业收稿日期 19971014Jagou tz等[8],也从岩石学和地球化学角度提出了各自的地幔成分模型,暗示了地幔化学成分(主要元素、微量元素及同位素组成等)的非均一性。
可以这样认为,地幔化学成分非均一性的发现和地幔交代作用的证实是70年代地幔岩包体研究的重大进展。
进入80年代,由于国际岩石圈计划的具体实施,地幔岩包体研究作为一项重要的研究课题得到了进一步的深入研究。
研究成果及研究文章层出不穷,新理论、新方法及新技术不断涌现。
在我国,有关地幔岩包体的研究工作起步较晚,80年代初才开始对中国东部新生代玄武岩中的地幔岩包体进行系统研究。
然而,通过我国地质工作人员的艰苦努力,已取得了令人瞩目的研究成果。
80年代是地幔岩包体研究发展最快的10年,研究成果主要体现在地幔岩包体的矿物学、岩石学、地球化学及同位素地质学的系统研究上,及由地幔岩包体的上述特征反演上地幔的成分和结构、物理和化学性质的非均一性,上地幔的部分熔融、交代作用和相转变,上地幔的流变学特征和热状态等。
国际岩石圈计划在90年代开始实施第三个五年计划,其研究目标仍然是获取地壳和地幔的物质组成、结构构造、物理化学状态和物质运动信息,建立全球动力学和大陆动力学理论[9,10]。
因此,地幔岩包体研究仍将围绕大陆动力学和全球动力学两大主题进行,通过地幔岩包体的研究来探索壳幔相互作用过程和岩石圈的形成与演化是目前乃至今后相当长的一段时期内普遍关注的研究热点。
90年代地幔岩包体研究的主要内容除上述一些基本问题外,已从两个新的研究方向上得到了进一步的拓宽。
一个是从宏观到微观,从固体岩石学研究到流体地球化学研究[11～13]。
从地幔岩包体中矿物所含流体2熔体包裹体的研究(含金刚石中P型和E型包体矿物及包体中自然元素的研究),揭示地幔中气体成分、流体的来源及演化、原生岩浆的形成与演化及发生在地幔中的还原反应和断键事件[14～16],最终提供古老地幔的成因信息。
另一个是地幔岩包体的高温高压变形实验、部分熔融实验和物理力学性质的研究[17～19]。
通过包体的高温高压变形实验,测定包体的显微构造特征、流变作用及物理化学性质(p、T、f O)对包体变形的影响。
在模拟地球内部(上地幔)温压条件下,测定地幔岩包体2的地球物理参数,如波速(v s和v p)、密度及电导率等,并结合地球物理研究成果再现上地幔的岩石学结构[20]。
2 研究对策及可行性分析综上分析可以明显看出,我国地幔岩包体研究确已取得了巨大成就,某些研究领域已处于领先地位,但其研究成果主要限于地幔岩包体的基本岩石学研究(包括矿物学、岩石学、地球化学及同位素地质学)及反映出的深部地质作用信息。
对于地幔岩包体本身的形成演化(诸如上地幔中的成岩作用和部分熔融、随寄主岩浆上升及最终定位于寄主岩石中等)这一过程中所发生的各种地质作用,基本上没有系统的研究成果。
对于制约地幔岩包体形成演化的四大因素[温度(T)、压力(p)、环境(E)及时代(t)]的研究也局限于地幔岩包体成岩温压的计算,诸如形成温压、反应温压及稳定温压没有涉及。
不同构造背景及岩浆体系中地幔岩包体的差异性及原因、随地幔演化形成地幔岩包体的可能性大小及地幔岩包体形成演化过程中p T E t的综合制约作用的研究更是一个空白领域,可望成为地幔岩包体研究这一领域新的突破口和生长点。
另外,我国地幔岩包体研究在地区上也不太均衡,有关的研究成果基本上是在中国东部新生代玄武岩中的地幔岩包体中取得的,涉及中国西部地幔岩包体的研究成果十分缺乏,仅有零星文章发表[21,22]。
因此,笔者建议有关中国地幔岩包体研究应重点解决以下几个关键问题:①大地构造背景与地幔岩包体的形成有何关系?中国东部与西部地幔岩包体为什么有明显的差异?原因何在?②不同岩浆体系(寄主岩)是如何制约地幔岩包体形成演化的?地幔岩包体的寄主岩石为什么仅为碱性玄武岩、金伯利岩及钾镁煌斑岩等几种?地幔岩包体随寄主岩浆演化而发生的反应、崩解及再平衡的机制如何?③地幔岩包体为什么多分布在时代较新(新生代以后)的寄主岩石之中?地幔岩包体的产生与地幔演化的关系如何?上述三个关键问题的解决具有十分重要的科学意义,可用于建立地幔岩包体形成演化的p T E t模式,应予以高度重视。
现就上述建议的可行性分析如下。
2.1 温度、压力及氧逸度演化研究地幔岩包体从其成岩、形成、随寄主岩浆上升并与熔浆发生反应到最终稳定存在于寄主岩石之中,严格受温度、压力及氧逸度的制约。
因此,p、T及f O2数据的获取是研究温度、压力及氧逸度演化的关键。
其中,地幔岩包体成岩时的温压及氧逸度代表当时上地幔的热状态和氧化态,可利用包体中的相关矿物组合,运用矿物温压计求取p和T,在获得p和T后可利用矿物平衡反应来求取f O2[23]。
地幔岩包体形成时的p、T及f O2,即为地幔岩发生部分熔融、形成原生岩浆时的温压条件和氧化态,可根据原生岩浆2难熔残余包体对进行熔浆2矿物平衡热力学计算得到温压条件[24,25]①,f O2的计算可用岩浆成分以及Fe2O3和FeO的偏摩尔体积计算相应温压下的f O2[26,27]。
地幔岩包体与寄主岩浆之间的反应贯穿于岩浆作用的整个过程之中,即从原生岩浆形成(源区)、上升到最终结晶成岩这一阶段随时都有可能发生反应。
因此,地幔岩包体的反应温压在寄主岩浆的不同演化阶段是不同的。
目前,有关地幔岩包体反应温压的估算尚无可靠的方法。
由于地幔岩包体与熔浆发生反应而引起的矿物再平衡现象多呈熔融反应边形式出现[28,29],且是包体中造岩矿物发生不一致熔融所致(常伴随有物质的交换),故可尝试利用熔融矿物与结晶矿物(含玻璃质)之间的近似反应式[28],根据已知的热力学数据来求取不同时段地幔岩包体的反应温压。
当然,该方法的前提是必须有深入细致的岩相学工作确定造岩矿物的熔融特征及新生结晶矿物的组合类型,并建立合适的近似矿物平衡反应式。
在获得T和p数据之后,可根据相应的lg f O22T图解确定f O2值。
地幔岩包体的最终稳定是在寄主岩浆全部结晶之后,因此地幔岩包体的稳定温压及氧逸度即为寄主岩浆最后结晶的p、T及f O2,可根据相应的温压计算来求取温度和压力,然后再计算对应温压下的氧逸度。
2.2 地幔岩包体形成与大地构造背景的关系在我国的地质发展历史中,新生代时期具有十分重要的意义。
当时,中国东部处于大陆裂解、地幔柱上升时期(岩石圈减薄);而中国西部则处于岩石圈会聚时期,再循环岩石圈导致形成一个向下的冷的地幔流(岩石圈增厚)[30]。
因此,中国东、西部地区在新生代时期,不仅岩浆作用的规模、性质及类型有明显的区别,而且其中的地幔岩包体也有明显的差异。
通过对比这两个地区地幔岩包体的成因特征,并结合现有的研究成果[31～33],可以解决地幔岩包体与构造环境的相互关系。
目前,在新疆巴楚—托运地区[22]、甘肃礼县-西和-宕县地区[21]和扬子地块西缘[34]均有地幔岩包体分布,为研究两者的相互关系提供了物质基础。
2.3 地幔岩包体形成与地幔演化的关系地幔岩包体是上地幔的组成成分,地幔演化所表现出的各种特征无疑要在地幔岩包体中打上烙印。
因此,通过对地幔岩包体的地球化学、同位素地球化学及同位素年代学的研究,不但可以获得地幔岩包体的成岩年龄[35],而且在借助于寄主岩年龄测定基础上,可以分析地幔演化过程中(从包体形成到随寄主岩浆一起喷发这段时期)所发生的各种地质作用及包体形成与地幔演化的相互关系。
2.4 高温高压实验研究地幔岩包体的高温高压实验研究已取得了很大的进展[17～19,36],积累了相应的研究手段、研究方法及资料解释途径,为地幔岩包体的高温高压实验研究创造了必要的条件。
2.5 地幔岩包体形成与寄主岩浆关系研究地幔岩包体的形成演化与寄主岩浆的性质密切相关[37],主要表现在三个方面:①寄主岩浆能否携带包体与其上升速度有关;②寄主岩浆能否携带包体还与包体的沉浮行为有关,而包体的沉浮行为与其在寄主岩浆内沉浮的有效半径(r3)有关(r3=15Ρ0 (4g・∃Θ),Ρ0为岩浆的屈服强度,g为重力加速度,∃Θ为包体与寄主岩浆的密度差);③与包体在寄主岩浆中的稳定性有关。
这三个因素最终均与寄主岩浆的物理性质有关。
因此,通过计算寄主岩浆的物理性质参数(聚合度、粘度、密度)及原始含水量,即可确定两者的相互关系。
