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题名俯冲带流体——来自(超)高压变质岩石的证据
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作者
高俊
李继磊
马智佩
reiner klemd
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机构
中国科学院地质与地球物理研究所
中国科学院地球科学研究院
中国科学院大学
Geo Zentrum Nordbayern
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出处
《地质学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第3期758-782,共25页
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基金
国家重点研发计划项目(编号2018YFA0702700)
国家自然科学基金项目(编号42122011、42172234)
中国科学院地质与地球物理研究所重点部署项目(编号IGGCAS-202204)资助的成果。
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文摘
俯冲带是地球上岩浆活动、高压—超高压变质作用、中深源地震、壳幔物质交换、元素循环和铜金大规模成矿的集中发生场所。富水流体不仅调控了这些地质作用,而且也深刻影响了全球C、S等挥发分的循环。当蚀变大洋岩石圈及上覆沉积物进入俯冲带中深部(15~300 km),伴随由葡萄石-绿纤石相至超高压榴辉岩相的递进变质作用,含水矿物在不同深度的分解造成流体释放为一连续过程。除极端高地温梯度环境之外,大多数俯冲带洋壳释放的流体为富水流体。但,俯冲带不同深度所产生的流体特征有明显差异。出露于全球造山带的高压—超高压变质地体保存了分凝体、脉体、水压致裂角砾岩等流体作用的有力证据,绿辉石、石榴子石、绿帘石等矿物中原生流体包裹体为流体的直接记录。在俯冲带中等深度(<65 km),流体是溶质含量很低的含卤化物水溶液,可含CO_(3)^(2-)、SO_(4)^(2-)、HS^(-)等组分,其所含Si、Al、Ca、Mg、Fe、Na主量元素溶质相当于海水中固化物量的2~3倍,并具大离子亲石元素(LILE)、轻元素(B、Li)富集和高场强元素(HFSE)亏损的特点。当深度≥65 km时,流体转化为类似于超临界性质的溶液,含CH_(4)、C_(2)H_(6)、H_(2)S等挥发分,其所含主量元素溶质显著增加,微量元素除LILE等外,还负载相当量的HFSE和过渡族成矿元素。俯冲带65~100 km深度,为富水流体向超临界流体转变的区间。这种流体具有“亚超临界”性质,发生了氧化还原性质和元素溶解能力的渐变,并伴随硬柱石和角闪石的最终耗尽。高压变质岩石及相关脉体的O、Sr、Nd和金属同位素示踪研究表明俯冲带流体的源区多样,有蚀变基性洋壳、地幔橄榄岩和沉积物,并保存了海底热液蚀变作用的印迹。流体以脉冲方式沿网络状裂隙呈隧道式运移和传输,规模可达千米级,时间尺度在数月至数百年。目前通过高压—�
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关键词
俯冲带流体
地质证据
流体相性质
化学成分
C-S循环
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Keywords
subduction-zone fluid
geological evidence
character of fluid phase
chemical composition
recycle of C and S
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分类号
P588.3
[天文地球—岩石学]
P618.2
[天文地球—地质学]
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