部分熔融榴辉岩及其对大陆深俯冲的流变学意义
部分熔融使岩石从单相固体向两相(固态+熔融)系统转变,可形成混合岩,总黏度随熔体分异程度增加而降低,该效应促进变形和热传导速率,同时造成地壳分异.下地壳、地幔以及深俯冲岩石圈的部分熔融是造山带演化的重要过程,对造山带下地壳物质的热状态、地震波特征和流变学性质有强烈影响,对于理解壳-幔相互作用、岛弧岩浆来源和成因,地壳侵入岩体和太古代克拉通根部的热-化学侵蚀来说是前沿性科学问题.本研究以苏鲁造山带仰口-将军山地区为研究对象,结合野外精细构造填图、显微构造、地球化学、年代学等多方面证据,首次报道天然榴辉岩发生大规模部分熔融并形成混合岩的过程。榴辉岩相混合岩在野外展示出部分熔融的连续发育过程,从最初产生的粒间熔体囊,到3D空间相连的熔体网状结构,然后汇聚到低应力区(如褶皱转折端),最后迁移形成熔体通道或岩脉,将熔体运移到岩石圈浅部。从显微构造尺度,在榴辉岩中识别出多硅白云母原位分解形成固态钾长石+含Ba钾长石+斜长石多相熔融包裹体,与多硅白云母分解形成的约4微米宽黑云母+钾长石+斜长石细脉直接相连。通过对熔融形成的浅色体及残余体进行岩石学和LA-ICP-MS锆石U-Pb定年分析得出,榴辉岩部分熔融发生的时间在228~219Ma,刚刚晚于峰期230Ma变质时间。全岩主微量地球化学分析显示,浅色体和残留体在主微量元素地球化学特征上与未熔融峰期榴辉岩显示出非常好的质量平衡关系。榴辉岩部分熔融产生的熔体作为润滑剂,促进榴辉岩板片从上地幔快速折返到地壳深度。
部分熔融榴辉岩 显微构造 岩石学 年代学 地球化学特征
王璐 Timothy Kusky Ali Polat 王淞杰 蒋幸福 宗克清 王军鹏 邓浩 付建民
中国地质大学(武汉)地质过程与矿产资源国家重点实验室,武汉 430074 加拿大温莎大学地球与环境科学学院,温莎 中国地质大学(武汉)地质过程与矿产资源国家重点实验室,武汉 430074;中国地质大学(武汉)地球科学学院,武汉 430074 中国地质大学(武汉)地球科学学院,武汉 430074
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2015-12-11(万方平台首次上网日期,不代表论文的发表时间)