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地幔中石榴石的残痕元素分布——以Zabargad为例
R.Vannncci1,2,N.Shimizu3,G.B.Piccardo4L.Ottolini2,andP.Bottazzi2
tDipartimentodiScienzedellaTerra,UniversitfidiPavia,viaBassi4,1-27100Pavia,Italy
2CNR-CentrodiStudioperlaCristallochimicaelaCristallografia,viaBassi4,1-27100Pavia,Italy
3DepartmentofGeologyandGeophysics,WoodsHoleOceanographicInstitution,WoodsHole,MA02543,USA
DipartimentodiScienzedellaTerra,Universit/tdiGenova,CorsoEuropa26,1-16132Genova,Italy
摘要：在Zabargad的橄榄岩体的辉石矿物形成阶段的Al-Di离子探针显示组成铁镁质层的残斑状的辉石记录了重稀土的异常，Zr,Sc的富集并没有记录在尖晶石二辉岩中。在斜方辉石和尖晶石的晶簇中的斜方辉石在岩体的内部形成，在层状的辉石中自由生长的单斜辉石带显示出强烈的稀土元素分离模式(HREEN/LREEN>1000;Yb>100×ch)以及非常高的Zr,Sc和Y的丰度(分别高达30,672,600ppm)。在外部带，富单斜辉石带的残斑状辉石具有非常高的重稀土异常(HREEN/LREEN~29;Yb~269×ch)，并且显示出Sc、Zr非常高的丰度(分别高达819ppm和164ppm)。这显示出微量元素丰度异常是从先形成的石榴子石继承来的。复合的辉石层被解释为先前的石榴子石单斜辉石岩符合石榴子石/单斜辉石的分带模式。在内部带的尖晶石+斜方辉石（自由分布的单斜辉石）共生组合是由于石榴子石顶部减压作用导致其破碎产生的，原生石榴子石中的Ca全部进入了顽火辉石的固溶体中。破碎作用发生时Ca进入固溶体的温度估计有1000℃左右（压力在20-30Kbar的范围内）。在外部带，减压作用形成了尖晶石和斜方辉石的矿物共生组合；然而，钙铝榴石组分参与到新的单斜辉石的形成中来，新形成的单斜辉石与减压反应之前存在的单斜辉石反应，因此形成了cpx2+sp+opx的矿物共生组合。随着石榴子石的破坏，辉石发育独特的高场强元素异常，随红海裂隙作用发生的进上涌作用在斜长石相的环境下产生了不完全的反应。在先前存在石榴子石的地球化学特征在含尖晶石到花岗变晶含斜长石发生重结晶的共生组合时发生了部分的改变，只保留了一些残斑状的晶骸。先前石榴石中具有微量元素特征辉石的发现有重要的地球动力学和地球化学的应用。Al-Di辉石层在地幔中存在了很久，其形成早于区域上地壳岩石圈的裂开和减薄。这表明Al-Di辉石形成与深部的拉斑玄武岩岩浆，与红海的形成无关，因此这带代表了Zabargad上部地幔最早的事件。石榴子石的破碎代表了诱导型的热液流体的交代作用(富Ti的韭角闪石结晶)以及后期侵入的含水辉石岩脉。在地幔演化阶段，辉石中高场强元素的异常发生了明显的改变。我们注意到在矿物形成阶段高场强元素异常的研究显示出复杂的地球化学演化历史，这并没有在全岩系统中得到记录。

1结果与讨论
对选中的辉石抛光磨薄进行原地分析，是用CSCCPavia的IMS4f的离子微探针进行的，这与其他地方描述的相似(ShimizuandHart1982;Shi-mizuandRichardson1987;Bottazzietal.1990).分析得到的不确定性<10%，Na,Sc,Ti,V,Cr,SrandZr对于REE<5%。
微量元素丰度平均标准化参照Cl的球粒陨石组分(AndersandEbihara1982)
样品Z2096和Z2146
这些样品的数据总结在了表2中；有代表性的REE模式画在图3中，轻稀土在单斜辉石中贫化，并有较少的重稀土分馏模式。负Ti异常和小部分的Zr异常经常出现(Vannuccietal.1991)。斜方辉石具有轻稀土贫化(Cey/Yb从~0.01到0.05)，在opx/cpx中Yb高达0.22，之前Ce高达0.05。如所预期的，斜方辉石具有Ti的正异常，不具有Zr的正异常(McDonoughandFrey1989;Ramponeetal.1991).
稀土配分模式与干的、没有发生蚀变的地幔超铁镁质岩石中辉石稀土配分模式很相似(e.g.Frey1969;StoschandSeck1980;Menzies1983;Bodinieretal.1987;SaltersandShimizu1988;Downesetal.1991;Va