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大洋岩石圈俯冲过程中流体活动的岩石地球化学记录:以中国西南天山(超)高压变质带为例

文献类型： 中文期刊

作者： 王栋 1 ; 肖媛媛 1 ; 牛耀龄 1 ;

作者机构： 1.中国科学院海洋研究所海洋地质与环境重点实验室;青岛海洋科学与技术国家实验室;中国科学院大学;中国科学院海洋大科学研究中心;杜伦大学地球科学系;中国地质大学地球科学与矿产资源学院

关键词： 大洋岩石圈俯冲作用;流体活动;赋存矿物;元素地球化学行为;岛弧岩浆作用

期刊名称： 海洋科学

ISSN： 1000-3096

年卷期： 2019 年 12 期

页码： 1-16

收录情况： 北大核心

摘要： 大洋岩石圈俯冲变质作用直接影响俯冲带岩浆作用和地幔组成的不均一性。近年的研究发现,大洋岩石圈俯冲变质作用非常复杂。本研究以采自西南天山富含脉体的变质岩样品为例来探讨大洋岩石圈俯冲作用过程中流体对元素地球化学行为的影响。根据岩石学特征,将该样品分为三部分:榴辉岩部分、退变蓝片岩部分和脉体。脉体以绿辉石为主、并普遍含有碳酸盐矿物和磷灰石,反映该样品经历过榴辉岩相变质条件下富CO_2、P和卤族元素的流体改造。样品的全岩Lu-Hf等时线年龄为332±24 Ma,这与前人用SHRIMPU-Pb锆石定年等方法得到的西天山峰期变质年龄一致。这三部分样品的全岩Th-U-Nb-Ta-Zr-Hf、稀土元素等不易迁移元素的配分模式均类似于洋岛玄武岩(OIB)的特征,表明其原岩与OIB类似。这三部分样品的K、Rb、Cs、Ba等元素相对亏损,且含量变化较大,在蓝片岩部分的含量明显高于榴辉岩部分,表现了这些元素的活动性。另外,白云母中富集Rb、Cs、Ba元素,以及K和Rb、Cs、Ba之间很好的相关性体现了白云母的存在对这些元素的控制作用。这些岩石样品主要经历了两阶段变质作用,即榴辉岩化过程和不同程度水化作用改造。第一阶段中,K、Rb、Cs、Ba等水溶性元素丢失,而第二阶段中,外来流体造成水化作用改造,并使水化程度高的蓝片岩部分形成了大量白云母等含水矿物,使这些元素表现出再富集并得以保存。因此,如果白云母稳定存在,俯冲大洋岩石圈简单变质脱水则难以解释岛弧岩浆高K、Rb、Cs、Ba等水溶性元素特征。

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