高溫高壓條件下泥質(zhì)巖變質(zhì)脫水作用的實(shí)驗研究.pdf

1、俯沖帶沉積物及其變質(zhì)脫水過程中所產(chǎn)生的流體，在殼-幔物質(zhì)循環(huán)、俯沖帶流體形成和島弧巖漿起源等地質(zhì)過程中都扮演著重要角色。泥質(zhì)巖是地球上廣泛分布的一種表殼沉積巖石，與上地殼平均化學(xué)組成接近，是俯沖帶沉積物的典型代表。為確定俯沖沉積物(巖)在俯沖帶的變質(zhì)脫水過程，對泥質(zhì)巖(KFMASH體系)進(jìn)行了熱力學(xué)計算和榴輝巖相溫壓條件下恒溫恒壓實(shí)驗。對所獲取的實(shí)驗產(chǎn)物進(jìn)行了X射線粉晶衍射、電子探針和微量元素分析。利用高壓差熱(HPDTA)實(shí)驗方法就位

2、監(jiān)測了泥質(zhì)巖在高壓下的脫水溫度。
　　 研究結(jié)果表明，受冷、熱俯沖帶不同溫度梯度控制，沉積物(巖)在進(jìn)入到俯沖帶深部后變質(zhì)脫水作用開始和結(jié)束的深度范圍明顯不同。在冷、熱俯沖帶其變質(zhì)脫水作用的深度范圍分別是95～155 km和48～84 km。這一結(jié)果表明，沉積物可能攜帶一定量的流體進(jìn)入到島弧巖漿源區(qū)。隨俯沖作用進(jìn)行，溫度、壓力不斷升高，泥質(zhì)巖經(jīng)歷了一個區(qū)域進(jìn)變質(zhì)作用過程。隨不同含水礦物的消失該過程可以被分為三個階段：①綠泥石變質(zhì)

3、脫水階段；②角閃石、自云母變質(zhì)脫水階段；③黑云母變質(zhì)脫水階段。在各階段中，隨含水礦物的變質(zhì)脫水作用不斷進(jìn)行，流體被逐漸從體系中釋放出來。最后以黑云母的消失為標(biāo)志，指示了泥質(zhì)巖體系變質(zhì)脫水作用的結(jié)束。
　　 在俯沖帶深部溫度壓力條件下，泥質(zhì)巖所釋放出的流體是一種以H2O和CO2為主要組成的超臨界流體。通過對比恒溫恒壓實(shí)驗初始物和產(chǎn)物的微量元素組成，可以推斷該流體的微量元素組成以富集Cu、Pb、Nd、Ba等流體活動性元素為主要特征。

4、俯沖帶沉積物(巖)在進(jìn)入到俯沖帶深部前，受海水浸染而富集C1，這導(dǎo)致其在俯沖帶深部變質(zhì)脫水過程中，所釋放出的流體中富集Cu、Pb、Rb、Sr、Cs、La、Ba、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu等微量元素。而未受到海水浸染或浸染程度較弱俯沖帶沉積物，在俯沖帶變質(zhì)脫水過程中所釋放出的變質(zhì)流體中，上述微量元素的富集程度則相對較弱。
　　 本文的研究結(jié)果揭示了沉積物(巖)在俯沖帶的變質(zhì)脫水過程，以及這一過程中，從沉積物所釋放出的流體量，并對