大洋俯冲带变质作用、流体行为与岩浆作用
俯冲洋壳中基性岩和超基性岩强烈脱水发生在弧下深度,富钾变质沉积岩脱水可持续到300km,以后俯冲洋壳板片不再有明显流体释放,俯冲板片在不同阶段发生的脱水和熔融控制了俯冲带发生的岩浆作用。
俯冲带是地球上最复杂的构造部位,地表大多数突发性地质现象均发生于此处,包括爆发性的火山活动、强地震、快速的地貌演变、深部强反差的地热体制和复杂的造山过程等。而俯冲带系统的演化与俯冲板片中发生的岩石相变或变质反应密切相关。这些反应控制了俯冲板片的浮力和向下拖拽机制,并可以解释流体的形成、释放和运移过程。来自俯冲板片的流体交代地幔楔橄榄岩,最终导致复杂的板缘及板内岩浆作用。
图1 俯冲板片脱流体与地幔楔部分熔融示意图
地幔楔橄榄岩受到来自俯冲板片的流体交代,通过部分熔融形成复杂的弧岩浆作用。如图1所示,在弧前区域地幔楔橄榄岩发生蛇纹岩化,形成弧前蛇纹岩底辟;在弧下深度,冷俯冲带中地幔楔底部水化橄榄岩可依次发生叶蛇纹石、绿泥石和10Å相分解脱水,所形成的富水流体会与俯冲板片释放的流体一起向上运移、交代地幔楔橄榄岩,当温度达到湿固相线时发生部分熔融,形成各种岛弧岩浆。这些受板片流体影响形成的弧岩浆岩多表现出亏损高场强度元素、富集大离子亲石元素的地球化学特征。
出版信息
中文出版信息:
魏春景, 郑永飞. 2020. 大洋俯冲带变质作用、流体行为与岩浆作用. 中国科学:地球科学,50(1): 1–27
英文出版信息:
Wei C, Zheng Y. 2020. Metamorphism, fluid behavior and magmatism in oceanic subduction zones. Science China Earth Sciences, 63(1): 52–77
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