蛇绿岩地幔岩和铬铁矿中的异常矿物和深部地质作用

西藏罗布莎和极地乌拉尔铬铁矿和地幔岩中均发现金刚石等超高压矿物和异常矿物，尤其呈斯石英假象的柯石英的发现（斯石英的形成压力大于9 GPa），表明这些异常地幔矿物及其载体铬铁矿和地幔岩均可能形成于>300 km深度的地幔深部。本研究以不同地区的蛇绿岩地幔岩和铬铁矿为研究对象，通过矿物学、岩石学和同位素地球化学的研究，查明其中异常矿物的产出特征，物质来源、形成深度和物理化学条件，探讨异常矿物形成和保留的机制和蛇绿岩及铬铁矿的深部成因证据。通过开展世界上典型岩浆堆晶成因的层状铬铁矿的矿物学和岩石学等综合对比研究，查明其中是否也存在超高压和异常地幔矿物，探讨蛇绿岩型豆荚状铬铁矿与堆晶成因的层状铬铁矿在物质来源、形成条件和形成机制方面的异同。本研究拟在地幔异常矿物和深部地质作用方面开辟一个全新的研究内容，属原始创新。

板块构造理论认为蛇绿岩中地幔岩和铬铁矿形成在上地幔浅部。然而，我们在蛇绿岩铬铁矿中发现金刚石和强还原矿物对上述传统理念提出了挑战。本研究通过超高压矿物的研究，重新评估了蛇绿岩和铬铁矿的成因。研究取得如下新进展：.1．在西藏罗布莎和俄罗斯乌拉尔蛇绿岩铬铁矿中找到了原位金刚石，并从罗布莎的地幔橄榄岩中找到原位碳硅石。这是一个里程碑式的进展。此前由于金刚石和金属合金类矿物均发现于人工重砂样品，国内外许多人认为不能够排除样品被污染的可能性。该发现彻底结束了以往认为铬铁矿中金刚石是样品处理过程中被混染的一切怀疑。.2．金刚石的C同位素和包裹体的研究表明，西藏和乌拉尔金刚石特征相同，但不同于金伯利岩和超高压变质岩中的金刚石，认为是地球上一种新的产出类型，命名为蛇绿岩型金刚石,其C同位素值δ13C变化于－18和－28之间，并出现含Mn的特殊矿物包裹体，如锰橄榄石、锰石榴石，锰尖晶石和Co-Mn-Ni合金矿物，它们均产在大洋地幔橄榄岩中。这些特征十分不同于产在大陆克拉通内部的金伯利岩型金刚石和板块俯冲带的超高压变质型金刚石。.3．基于已经在全球5个造山带的11处蛇绿岩中发现金刚石和强还原矿物，我们得出了金刚石和强还原矿物可能在大洋地幔橄榄岩中普遍存在的新认识。如果获证实，将揭示出大洋地幔中从未被发现的一个重要特征，并将改变蛇绿岩地幔岩和铬铁矿浅部成因的经典板块构造理论。已经发现金刚石等特殊矿物的蛇绿岩有：西藏雅鲁藏布江缝合带中的罗布莎、泽当、日喀则、当穷、普兰和东波等6个地幔橄榄岩体；班公湖－怒江缝合带的丁青和缅甸的密支那地幔橄榄岩体；新疆萨尔托海和内蒙古贺根山蛇绿岩铬铁矿；俄罗斯乌拉尔Ray-Iz蛇绿岩铬铁矿。.4．我们新发现的超高压矿物青松矿，最近获国际新矿物委员会批准为新矿物 (IMA 2015-30)。青松矿产在罗布莎铬铁矿中超高压柯石英和蓝晶石组合中，形成压力为10-15GPa，温度为1300℃。在发现深部矿物青松矿和呈斯石英假象的柯石英的基础上，我们提出了一个蛇绿岩型金刚石和铬铁矿深部成因模式。认为在地幔过渡带附近，超高压矿物和铬铁矿结晶之后，被上涌的地幔柱带至浅部就位。.以上研究，有可能对国际上流行的铬铁矿浅部成因的观点、以及有关蛇绿岩和洋壳地幔的一些经典理论产生重要影响。