假蓝宝石是一种典型的超高温变质矿物,极少出现在幔源捕掳体中。目前,全世界仅在4个地方有幔源假蓝宝石的报道,且样品量较少,对其成因尚存争议。
地质与地球物理研究所岩石圈演化研究室地幔地球化学课题组博士后苏本勋与合作导师张宏福研究员在对汉诺坝地幔捕掳体的研究过程中,在一块单斜辉石岩样品中发现了大量的假蓝宝石,这是在该地区假蓝宝石的首次报道。该样品的矿物组成为单斜辉石、尖晶石和假蓝宝石。单斜辉石颗粒大小在0.5-1.5mm之间,可见包裹尖晶石的现象,普遍发育斜方辉石的出溶条纹;尖晶石呈自形至它形,其边部多为假蓝宝石,二者成分呈渐变过渡关系(图1)。
图1:华北克拉通北缘汉诺坝地区含假蓝宝石的单斜辉石岩的矿物岩石学特征. Cpx, 单斜辉石; Opx, 斜方辉石; Spl, 尖晶石; Spr, 假蓝宝石
图2:幔源假蓝宝石产出的温度压力条件与汉诺坝地区的岩石圈地幔结构
他们对该样品进行了详细的矿物学、岩石学分析,与汉诺坝地区的橄榄岩、辉石岩和麻粒岩中的矿物进行了对比,也与世界上其它地区含假蓝宝石的幔源样品和变质岩样品进行了矿物化学对比,同时对幔源假蓝宝石存在的温压条件进行了制约。结果表明幔源假蓝宝石的形成需要极苛刻的温度(800-900 °C)和压力(8-15 kbar)条件,并需要富Si-Al熔体与地幔岩的相互作用(图2),与汉诺坝地区产出辉石岩的地幔条件相一致。这可能就是幔源假蓝宝石极为稀少的原因。
该研究成果近期发表在国际知名的矿物学杂志American Mineralogist上(Su et al. The genesis of mantle-derived sapphirine. American Mineralogist. 2012, 97(5-6): 856-863)
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