（精）矿物显微出溶结构的研究.ppt

四、一些出溶结构引发的争议及其启示 1. 关于橄榄石出溶钛铁氧化物 Dobrzhineskaya et al (1996)依据: 1) 重建出溶前母体矿物TiO2含量与瓦兹利石中TiO2的浓度比较相近 (TiO2约为0.6 wt%）； 2) 寄主矿物橄榄石具有罕见的[001]优选方位； 3)透射电镜分析揭示部分出溶的钛铁矿具有斜方晶系的晶体结构 (可能是其超高压同质多形变体－钙钛矿(Pervoskite)转化而来的) 的特征； 提出橄榄石出溶钛铁矿可能发生在10GPa的压力 (相当于300km的地幔深度) 条件. 争论焦点（1）－出溶量的估算： Hacker et al (1997) 对同一地区的样品（由Dobrzhineskaya提供）以及中国苏鲁荣城迟家店石榴二辉橄榄岩的橄榄石中钛铁矿出溶物进行了统计，获得出溶前橄榄石Ti02含量仅为0.02-0.03 wt%。 Green et al (1997) 进一步用显微镜重新测量出溶钛铁矿的含量为0.1-1.0 vol %，TiO2的含量为0.07-0.6 wt%。 Bozhilov et al (2003) 利用共聚焦激光扫描显微镜三维定量测试方法获得出溶钛铁矿的平均含量为0.31 vol %，个别颗粒达到1.2 vol %， TiO2的平均含量为0.23 wt %，最大可达0.9 wt %。 (a) 0.07 vol%, (b) 0.24 vol%, (c) 0.57 vol.%, and (d) 1.05 vol%. 争论焦点（2）－关于出溶机制(A)： Risold et al (2001)发现橄榄石中存在平行与(001)的面缺陷，而且杆状钛铁矿倾向于沿面缺陷分布，并从高分辨晶格像上测得面缺陷处的面间距为0.44mm，推测该面缺陷为斜硅镁石层，而斜硅镁石结构通常允许有较高的钛含量，因此提出这些钛铁矿可能是由橄榄石中含钛硅镁石层分解而形成的. Bozhilov et al (2003) 则认为Risold et al (2001)的假说无法解释Alpe Arami第一世代橄榄石中通常出现均匀分布的钛铁矿和同时出现的铬铁矿以及该橄榄岩中缺乏钛斜硅镁石的现象. 争论焦点（2）－关于出溶机制(B)： 金振民等(1998)在大别碧溪岭石榴子石异剥橄榄岩的橄榄石中发现棒状钛铬磁铁矿的出溶体，后经深入研究认为其形成可能是瓦兹利石稳定域{(Fe, Cr)2, (Ti + Fe 2+)}O4 - (Mg, Fe)2SiO4固溶体减压分解的产物，其形成深度可能300km (Liu X W, 2005). Zhang et al (1999) 在大别毛屋方辉橄榄岩的橄榄石中发现磁铁矿的出溶体，提出该出溶体的形成可能是减压作用过程中瓦兹利石结构的Fe3O4-(Fe, Mg)2SiO4固溶体分解的产物，并推测毛屋超镁铁质岩的俯冲深度200km . 新近，宋述光等(2005)在柴北缘胜利口石榴子石橄榄岩的橄榄石中发现出溶的钛铁矿，亦认为推测其形成深度200km . 争论焦点（2）－关于出溶机制(C)： 新近，Hwang et al (2008)在大别毛北石榴子石橄榄岩中发现了定向的铬磁铁矿＋赤铁矿棒状体，并提出其形成机制可能为： 9 Fe7?Si3?O10(OH)6 (含水橄榄石） = 27 Fe2SiO4 (olivine) + 3 Fe2O3 (hematite) + Fe3O4 (magnetite) + 23 H2O + 4 H2 但，Hwang et al (2008) 的这一模型要求出溶前橄榄石含 (OH) 要高达13.8%，折合成H2O为6.5 wt％，对此，目前还缺乏实验矿物学资料的支撑. 争论焦点（3）－高温高压实验资料（A）： Gudfinnsson and Wood (1998) 在温度介于1400-1600?C和压力为13.2-14.2GPa的条件下以橄榄石和地幔橄榄岩为起始材料，实验确定了平衡共存橄榄石与瓦兹利石中微量元素Ti, Al, Cr, Ni, Ca和Na的分配. 结果表明：瓦兹利石中TiO2的最高含量为0.63 wt %，而橄榄石中TiO2的最高含量仅为0.11 wt %。 这一结果有力地支持了Alpe Arami橄榄石中钛铁矿出溶棒状体的形成是瓦兹利石固溶体分解的产物. 争论焦点（3）－高温高压实验资料（B）： Dobrzhineskaya et al (2000) 在温度介于1350-1700K和压力为5-12GPa的条件范围内，以石榴子石橄榄岩＋纯钛铁矿粉末(不含水体系)为起始材料进行了TiO2在橄榄石中溶解度的高温高压实验研究. 实验结果表明：在5GPa和1400K橄榄石TiO2的含量低于检出线，在8-10GPa 橄榄石含