蓝片岩熔融对碰撞后造山带岩浆勾当影响获展现

 
 
蓝片岩熔融对碰撞后造山带岩浆勾当影响获展现  
 

中国科学院广州地球化学研究所地幔地球化学学科组特任研究员王煜和澳大利亚麦考瑞大学传授Stephen Foley，通过尝试岩石学要领展现蓝片岩部门熔融对碰撞后造山带岩浆勾当的潜在影响。相关研究克日在线颁发于《地球物理研究杂志：固体地球》。

产生在会聚板块的俯冲浸染深刻影响着地球演化进程中的诸多地球化学和地球物理进程。俯冲大洋板块中的玄武岩，辉长岩和沉积物在相对浅的深度（20~50 km，0.6~1.2 GPa）变质为蓝片岩。当俯冲浸染举办到更深且更高压力时，蓝片岩普遍被认为在部门熔融产生之前就会完全转酿成石榴石角闪岩或榴辉岩。然而，并非所有蓝片岩都必然会被俯冲至地幔足够深的位置以使这种通例的进变质浸染产生。在那些有大量较小的大洋板块和大陆地块构成的区域，譬喻新生代的地中海地域和现代的印度尼西亚，很多蓝片岩大概被卷入上升的稠浊岩底辟中，或在地幔较浅位置以蓝片岩稠浊岩形式与地幔难熔橄榄岩通过叠瓦浸染稠浊堆叠生存在一起，联同这些小的大洋板块及大陆地块一同在地幔形成一个新的岩石圈。这个新的岩石圈被认为是很多造山带岩浆岩的源区，尤其是那些在这一新岩石圈形成后仅20-50百万年即形成的碰撞后造山带钾质—超钾质岩浆岩。

因此，持久以来固有的认为“在俯冲进程中蓝片岩毫不会到达部门熔融条件”的见识也许并不正确，在碰撞后造山情况中，且有上述新岩石圈形成的配景下，蓝片岩很大概在这种范例的殽杂岩石圈中产生相对低压条件下（≤2 GPa）的部门熔融。

针对上述问题，研究人员设计了一系列高温高压尝试，首次系统观测了差异成因的蓝片岩在800~850℃，2 GPa温压条件下的部门熔融行为。尝试功效表白，初始蓝片岩的矿物组合固然差异，但残留物均对应榴辉岩相。所有尝试均生成含水富硅熔体（60~66 wt% SiO2），石榴石，斜方辉石、磷灰石和锆石。无论初始物质身分如何，熔体中的CaO和MgO含量均随熔融水平的增加而增高。

与玄武岩体系和榴辉岩体系对比，该研究表白，石榴石以及斜方辉石中LILE、LREE、Th、U、Nb和Ta的分派系数更高。在蓝片岩脱水熔融进程中，LILE、HFSE和REE往往更相容。脱水熔融也会极大地影响很多要害微量元素分馏水平（如K/Th、Ce/Pb、Nb/U、V/Sc比值）。 Pb、Ti、Sc、V、Mn和Zr/Hf的比值受熔融浸染影响最小，无论其熔融水和善初始蓝片岩成因如何。在俯冲进变质进程中较早形成的富锰石榴石可以攫取大量的HREE，且由于三价元素扩散较量迟钝，在随后的贫锰石榴石发展进程中，这种HREE的会合富集也无法被完全消除。富锰石榴石中的上述特征大概会促使蓝片岩进变质途径中其他HREE富集相的结晶，如磷灰石或绿帘石族矿物，因此大概在地球化学演化中起到重要浸染。

研究暗示，并非所有蓝片岩都必然会被俯冲得足够深，从而被转化为角闪岩或榴辉岩；很多蓝片岩大概被存储在地幔岩石圈的浅层深度中，并以蓝片岩的形态被生存下来，尤其是在碰撞后造山情况中，如新生代的地中海地域和现代印度尼西亚等。这种范例的熔体差异于凡是接头的俯冲板片衍生流体（尽量是由其诱发的），因此会影响碰撞后造山带岩浆勾当进程中如化学身分变革、微量元素分派以及其与地幔围岩的彼此浸染等要害要素。

相关论文信息：https://doi.org/10.1029/2020JB019910

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