钾-钠长石固溶体在高压条件下的部分熔融行为

摘要

大陆深俯冲过程中,陆壳物质可以进入地球深部,陆壳物质中的重要组成部分钾-钠长石(Or-Ab)在高压条件下的部分熔融行为非常重要.本文最近就这一课题进行了系列的高压实验研究工作.以不同成分的碱性长石Ab0.2Or0.8，Ab0.4Or0.6，Ab0.6Or0.4和Ab0.8Or0.2为初始实验材料,利用六面顶大压机在3-7GPa,900-1600℃的条件下,系统地研究了碱性长石固溶体的高温高压相行为及部分熔融行为.通过拉曼光谱、电子探针等手段检测实验产物.研究结果表明,在Or-Ab体系中,无论初始成分怎么变化,Wd-K2Si4O9相是第一个被熔掉的固相,形成的熔体富钾,因此该体系部分熔融过程具有低共熔特征.随着俯冲带内P-T条件变化,Or-Ab体系的部分熔融过程产生的熔体,具有鲜明的地球化学特征,而其熔融残余物将对俯冲板块的地球动力学过程产生重要影响.结合课题组以前的工作，探讨了钾-钠长石系列在压力达核幔边界的部分熔融行为，并对其在地球化学及地球动力学方面的影响进行了深入讨论。计算了不同的碱性长石成分沿三条地温梯度的密度剖面。结果表明，无论是何种成分的碱性长石，在俯冲初期，其高压相组合的密度小于周围地幔橄榄岩的密度，因而只能通过洋壳拖拽而进入地球内部;直至在300-350公里左右，碱性长石相变生成的相组合的密度才大于周围的地幔橄榄岩的密度，从而可以主动俯冲;但是，这些高压相基本只能停留在地幔转换带，而很难像洋壳俯冲一样，继续俯冲至下地幔。