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广州地化所在大陆地壳成因研究中取得新进展
  文章来源:广州地球化学研究所 发布时间:2013-07-10 【字号: 小  中  大   

大陆地壳最具独特的成分特征是Nb-Ta负异常和亚球粒陨石质Nb/Ta比值。有关它们的成因是近十余年来极具争论的一个热点科学问题。其中,最关键的一个争论点在于高场强元素分异和亚球粒陨石质Nb/Ta比值形成的机制。

澳门赌场广州地球化学研究所丁兴博士和孙卫东研究员等最近在桐柏地区榴辉岩变质带和蓝片岩变质带之间发现了一种具有较低Nb/Ta比值的绿帘石榴角闪岩相的变质辉长岩。该变质辉长岩中的富金红石榴闪岩较为新鲜,经历了非常少的退变质作用,为研究俯冲进变质过程元素的活动性提供了良好样本。

研究显示,该榴闪岩可分两类:一类微量元素特征介于OIB和E-MORB之间,具有高的Nb/Ta(15.5)和Zr/Hf(36.3)比值,其成分更接近变质前的辉长岩;另一类含有明显低的微量元素含量,Nb/Ta(9.4-11.7)和Zr/Hf(30.7-35.6)比值总体低于大陆地壳平均值,代表了遭受强烈水-岩作用和高压变质后的辉长岩,显示强烈的流体交代作用会造成传统保守元素的活化和分异。同时,精细的矿物学研究显示,大多数矿物总体上具有低于大陆地壳的Nb/Ta比值,且具明显的成分环带。其中控制高场强元素的关键矿物——金红石拥有“窄核宽边”的结构:窄小核部Nb、Ta含量高,Nb/Ta比值低;而宽缓边部Nb、Ta含量逐渐变低,Nb/Ta比值升高。

考虑到俯冲物质的变质反应及高压流体成分的变化,认为该变质辉长岩在俯冲进变质过程中先后遭受了富HFSE、低Nb/Ta和贫HFSE、高Nb/Ta的流体的“水化”作用,而前者最可能来自于蓝片岩向角闪岩或角闪榴辉岩的转变(BAT),后者来自于角闪岩或角闪榴辉岩向榴辉岩的转变(AET)。遭受不同成分流体作用或先后经历BAT和AET过程的地质体往往表现出叠加的效果。因此在俯冲板块内部含水区、浅部流体通道附近或地幔楔很可能会存在低Nb/Ta的区域,它们的部分熔融贡献了大陆地壳独特的成分特征。

相关成果已在Journal of Geology(Ding, X., Hu, Y. H., Zhang, H., Li, C. Y., Ling, M. X., Sun, W. D. 2013. Major Nb/Ta fractionation recorded in garnet amphibolite facies metagabbro. Journal of Geology, 121: 255-274.)发表。

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