俯冲带流体作用的地球化学示踪

摘要

俯冲带流体包括俯冲带岩石脱水形成的水流体和熔融作用产生的熔体.俯冲带流体循环及伴随的化学作用是壳幔演化和物质交换的重要机制.岛弧火山岩地球化学研究可以示踪流体的性质、成分.造山带变质岩内高压脉是俯冲带流体活动的直接记录.通过高压脉及其主岩地球化学研究,可以示踪流体成分和来源.俯冲带水流体成分与流体释放深度有关,俯冲带深处(>50km)形成的水流体内溶质相当可观.水流体流动方式有大规模沟道式和小规模弥散式,与其相应的流体来源分别为外来的和内部的.俯冲带流体组分、流动方式、物质交换机制与俯冲带深度、热状态、物质结构的定量关系,以及矿物/水流体间元素分配系数的高压实验可能将是俯冲带流体今后研究的重要课题.中国西天山高压变质带榴辉岩及蓝片岩中广泛发育高压脉,根据脉的矿物组合,高压脉可分成4种类型.高压脉氧同位素研究表明,脉体与流体间氧同位素交换宏观与局部平衡,流体活动为大规模的;流体活动方式既有沟道式,又有渗透式;流体的δ18O值为+10.8‰左右,流体来源于主岩经过海水低温蚀变的大洋玄武岩.西天山广泛发育的高压脉(尤其是蓝片岩中的高压脉的发现目前在世界范围尚属首例),是研究古俯冲带流体作用良好的野外天然实验室.