金伯利岩中'熔离小球'的特征及其成因

摘要

在金伯利岩人工重砂中发现的"熔离小球",直径多数＜1 mm,除个别出现微晶外,均为非晶质,属于熔体淬火冷却产物.提供了29个小球的主元素分析和3件微量元素分析结果."熔离小球"按成分可分为3种类型:(1)高铁钛小球;(2)硫铁镍小球;(3)浅色硅铝质小球.其中高铁小球w(FeO)高达99.39%,高钛小球w(TiO2)达45.90%,它们含MnO也偏高,最高达23.75%.Fe、Mn、Ti都属于高负电性元素,在熔体中与氧结合的键强度大,容易发生熔离.硫铁镍小球的w(SO3)变化于38.27%～51.95%,w(FeO)为0.31%～23.10%, w(NiO)为25.24%～61.05%.浅色小球w(SiO2)变化范围为24.01%～52.64%,Al2O3、CaO含量高但变化范围大,总体成分接近基性-超基性硅酸盐熔浆.主元素、微量元素特征以及硫铁镍小球中发现了高镁(Fo=0.95)橄榄石捕虏晶表明,小球形成于金伯利岩岩浆的介质环境.此外高铁及硅铝质两种成分呈交生结构的两相小球的发现,暗示二者为熔离作用成因.小球的熔离作用可以应用SiO2-FeS-FeO的液态不混溶相图做出解释.认为小球形成于岩浆结晶的晚期阶段,相对富含CO2 、SO3、FeO、MnO、TiO2,在岩浆快速上升、快速降温、降压、熔体中出现了多种局部有序区的条件下发生的.