西藏罗布莎蛇绿岩中地幔岩流变学及对铬铁矿成因机制的探讨

流变学尤其是地幔流变学是国际地学界研究的前沿和热点领域，是揭示地球深部圈层构造运动规律的关键，已成为地球动力学和构造地质学的支柱学科。而雅鲁藏布江蛇绿岩带作为青藏高原最重要的大地构造单元之一，其中分布的地幔橄榄岩单元的物质组成、流变学等特征直接反映了岩石圈地幔，甚至下地幔的对流、变形、熔融、交代及壳幔转化等物理化学过程，是研究大洋岩石圈演化、大陆造山带演化及其地球动力学研究的重要命题。本研究将从地幔流变学和雅鲁藏布江蛇绿岩带两大国际前沿和热点问题着手，运用地幔流变学的研究思路和技术方法，对典型的罗布莎蛇绿岩中的地幔橄榄岩和铬铁矿进行包括组构类型、精细结构、变形参数、变形机制等方面的流变学研究，并运用变质与变形相互作用的理念，结合矿物化学、结构水测试，以探讨罗布莎地幔岩的成因机制，旨在为最终解决雅鲁藏布江蛇绿岩带和其中铬铁矿的成因机制以及理解地幔深部流变状态提供依据。

罗布莎蛇绿岩体位于西藏雅鲁藏布江缝合带的东段，是我国最大的铬铁矿产区和金刚石等深部地幔矿物的首先发现地，罗布莎蛇绿岩的成因和侵位机制已成为人们争论的焦点。.本项目通过对罗布莎蛇绿岩体进行详细的野外构造考察和室内显微构造研究，查明了蛇绿岩的构造产出特征，确定了两条围限岩体的大型逆冲型韧性剪切带（DFT和DFR）的性质，识别出蛇绿岩侵位过程中经历过早期由北而南仰冲和晚期由南而北倒转推覆两期构造运动，指出两条制约岩体侵位的大型韧性剪切带非同时形成，不是MCT的反冲断层，提出罗布莎蛇绿岩侵位新的演化模式，为蛇绿岩侵位机制的探讨提供了新的依据。.通过详细的矿物化学和矿物显微结构的研究，一方面发现了纯橄岩中的原位碳硅石包体，有力地证明了罗布莎地幔橄榄岩和铬铁矿中含有深部地幔（甚至下地幔）来源的物质；指出异常富Cr的包体状橄榄石和富铬铁矿出溶体的粗粒残斑晶橄榄石可能形成于超高压和极度还原的深部地幔环境；另一方面，查明不同类型地幔橄榄岩中，随着辉石含量的降低和铬铁矿的逐渐富集，橄榄石、辉石和尖晶石均呈现规律性的成分演化特征，反映其经历过浅部地幔部分熔融和分异结晶的演化过程。结合前人研究，提出罗布莎地幔橄榄岩和铬铁矿形成的“转换成因模式”：雅鲁藏布江蛇绿岩的洋脊扩张期间，“吸引”了邻近已存在的地幔柱冠部向其偏移，由地幔柱带上来的下地幔特殊矿物群被循环至扩张脊，参与了洋脊下岩石圈地幔的部分熔融和分异结晶，并最终成为雅江蛇绿岩的组成部分，一并在俯冲带上的环境中被改造，使得人们如今可以同时获得深部地幔、MOR和SSZ的信息。.针对罗布莎地幔橄榄岩的流变学研究，发现了一种实验室中尚未获得的与一般蛇绿岩中的“A”类组构不同的新型橄榄石组构 (100)[010]（(100)平行面理，[010]平行线理）。对比蛇绿岩和地幔橄榄岩形成、演化的不同阶段，认为橄榄石的(100) [010]组构可能反映了在地幔柱参与循环下的，洋脊下大洋岩石圈地幔部分熔融、分异结晶过程中的特殊地幔流变环境，推测该环境的含水量要高于现在橄榄石中获得的测量值。而蛇绿岩侵位初期仰冲阶段的高温和富流体环境，可能是橄榄石第二期叠加变形——重结晶发育的主要时期，重结晶颗粒继承并一定程度地弱化了原有组构，但没有改变橄榄石的位错滑移系。