深俯冲大陆板块折返过程中流体活动.pdfVIP

前 ；台 第49卷第10期 2004年5月 钭 考屯 扭 深俯冲大陆板块折返过程中的流体活动 郑永飞 (中国科学技术大学地球和空问科学学院，合肥 230026．E-mail：yfzheng@ustcedu．cn) 摘要 与洋壳俯冲过程中释放大量流体引起同俯冲岛弧岩浆怍用、形成石英脉和变质矿床等现象相比， 陆壳俯冲过程以相对缺乏流体为特征．但是在深俯冲陆壳的折返过程中，含水矿物分解、原生包裹体爆 裂和结构羟基出溶能够产生可观的含水流体，成为碰撞造山带变质作用、岩浆作用乃至成矿作用研究的 重要 目标之一．根据对大别一苏鲁造山带超高压变质岩中流体活动程度和总量的研究，发现深俯冲陆壳 折返过程中的流体活动具有如下效应：(1)弥散式流体流动导致广泛的角闪岩相退变质；(2)隧道式流 体流动在榴辉岩内部形成高压石英脉；(3)聚集式流体流动引起上覆岩石部分熔融，在造山带内部形成 同折返岩浆岩．由超高压矿物降压释放羟基所形成的含水流体 以低盐度为特征，并且能够形成弥散式 或隧道式流体流动．因此，研究超高压岩石折返过程中的流体活动，不仅对于认识陆陆碰撞造山带的地 球动力学过程，而且对理解壳幔物质再循环及其有关的岩浆作用具有重要意义． 关键词 大陆板块 超高压变质 降压折返 流体活动 结构羟基 稳定同位素 板块俯冲和折返过程中的流体活动是碰撞造山 下依然稳定的含水矿物(例如多硅白云母、黝帘石、钠 带变质作用、岩浆作用乃至成矿作用研究的重要内 闪石和硬柱石)和名义上的无水矿物(例如绿辉石、石 容之一．流体活动程度和总量多少不仅影响造山带 榴石、金红石)中，因此难以释放出充分的流体交代 的地球动力学过程，而且对壳幔物质再循环及其有 上覆地幔楔形成岛弧岩浆岩．不过，在超高压板片折 关的弧岩浆具有重要意义．通过对洋壳俯冲形成的 返过程中，由于压力突然降低，含水(H20和 OH)的 高压和超高压变质岩中流体成分和流动性质的大量 各种矿物会发生分解或羟基出熔，能够引起角闪岩 研究，前人已经对与洋壳俯冲和折返过程中的流体 相退变质、形成榴辉岩内部石英脉甚至同折返岩浆 活动获得了充分的认识(参见综述文献I1～61)，并对 岩等重要现象．超高压变质岩中名义上无水矿物的 陆壳俯冲变质过程 中的流体活动给予了初步关 羟基含量测定，已经成为板块俯冲和折返过程中流 注7【一”，但是对板块折返过程中流体来源的认识还 体活动研究的前沿领域 15,16]．就变质流体来源来说， 很初步5【’1，有时将其简单地归因为外部流体渗滤而 则只有稳定同位素分析才能提供最直接的制约9【1． 忽视了内部流体出溶．随着近年来对陆壳深俯冲形 本文以大别．苏鲁造山带超高压变质岩中的流体研究 成的高压和超高压变质岩稳定同位素、流体包裹体 为例，通过讨论退变质现象及其流体来源、石英脉形 和岩石学相平衡研究的不断深入，人们逐渐认识到 成机制与流体来源，论述了深俯冲陆壳折返过程中 在板块俯冲和折返过程中，陆壳与洋壳在 自身性质 的流体活动性质及其效应． 上的差异决定了它们的变质产物在流体活动性和数 1 退变质作用 量上的显著差别，必须予以关注． 众所周知，在大洋板块俯冲过程中，蚀变的洋 在大别．苏鲁造山带(图1)的超高压榴辉岩中，不 壳玄武岩及其上覆沉积物随着俯冲带温度和压力的 同等级的变质作用在时间和空间上的发育存在一定 升高，能够释放出大量的富水流体，不仅引起了大 差异(图 2)，但是角闪岩相退变质现象非常普遍．常 规模的同俯冲岛弧岩浆作用 ¨引，而且在高