山东昌乐新生代碱性玄武岩中刚玉/蓝宝石的矿物学特征及其成因探讨

摘要

本文分析了昌乐方山玄武岩的岩石学、全岩地球化学特征，探讨刚玉/蓝宝石的寄主玄武岩性质；对山东昌乐刚玉的主、微量元素特征和分布规律进行了系统的研究，判断刚玉/蓝宝石的成因类型；估算刚玉形成的温压条件，探讨刚玉/蓝宝石的形成条件。
　　采用电子探针、LA-ICP-MS等现代测试方法对山东昌乐刚玉的主、微量元素特征和分布规律进行了系统的研究，又对刚玉寄主玄武岩的岩相学和主、微量元素化学特征进行分析研究，探讨其岩石学、全岩地球化学特征。
　　与大多数中国东部新生代玄武岩一样，昌乐地区与刚玉/蓝宝石相关的新生代玄武岩产出受到深大断裂的控制，具有大陆裂谷型的微量元素配分模式；含刚玉的新生代玄武岩中携带大量幔源捕掳体，捕掳体与玄武岩之间广泛存在“熔体—岩石”反应。
　　昌乐刚玉/蓝宝石中矿物、流体、熔体包裹体种类繁多，指示其形成环境高温高压且富含CO2、H2O急剧变化不平衡的流体/熔体，流体可能来源于地幔对流，熔体可能为硅酸不饱和、Al2O3过饱和地幔交代作用形成的高度演化的碱性熔体；碱金属元素在刚玉结晶过程中起到了非常重要的促进作用。
　　利用电子探针、LA-ICP-MS等现代测试方法系统的分析山东昌乐刚玉/蓝宝石矿物的元素分布特征，结果显示昌乐刚玉/蓝宝石矿物中总体杂质含量较低，总含量为1.73—0.21%，不同样品元素含量具有差异，昌乐刚玉/蓝宝石中含量最高的杂质元素为Fe元素，其含量也明显高于其他产地的玄武岩型刚玉/蓝宝石。昌乐蓝宝石中Ga元素含量均高于100ppm,表明昌乐刚玉显示岩浆型成因，裂纹较发育的刚玉叠加了明显的后期熔体渗透交代作用。
　　借助与刚玉共生的歪长石巨晶形成所需的温压条件对形成刚玉/蓝宝石所需的温压范围进行了约束。歪长石初步估算得到刚玉形成的条件应接近或大于1000?C/23Km。
　　探讨了新生代碱性玄武岩中刚玉/蓝宝石的成因：刚玉呈现碱性熔体中结晶的化学成分特征，有可能源于交代富集的地幔岩低度熔融形成的富铝的碱性熔体。

目录

声明

1 绪论

1.1 题目来源和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 研究内容

2 区域地质背景

2.1 研究区地层特征

2.2 区域构造特征

3 昌乐地区新生代玄武岩特征

3.1 岩石学特征

3.2 地球化学特征

3.3 年代学特征

4 刚玉/蓝宝石矿物学特征研究

4.1 刚玉/蓝宝石的矿物学特征

4.2 刚玉包裹体的种类与特征研究

5 昌乐刚玉的电子探针分析

5.1 测试仪器与测试条件

5.2 电子探针测试结果分析

6 昌乐刚玉的LA-ICP-MS分析

6.1 测试仪器与测试条件

6.2 测试结果及结果分析

6.3 昌乐刚玉与各地蓝宝石的化学成分比较

6.4 稀有元素对于区分蓝宝石产地的意义

7 昌乐刚玉的成因讨论

7.1 刚玉的成因判别

7.2 刚玉巨晶结晶的温压条件

7.3 刚玉成因讨论

8 结论

参考文献

攻读硕士期间主要成果

致谢