混合岩研究及地球动力学意义

作     者：王水炯 李曙光 

作者机构：中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室北京100083 Earth and Space Sciences University of WashingtonSeattleWA 98195USA 中国科学院壳幔物质与环境重点实验室安徽合肥230026 中国科学技术大学地球和空间科学学院安徽合肥230026 

出 版 物：《地学前缘》 (Earth Science Frontiers)

年 卷 期：2014年第21卷第1期

页      面：21-31页

核心收录：

学科分类：0709[理学-地质学] 0819[工学-矿业工程] 070901[理学-矿物学、岩石学、矿床学] 07[理学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 0708[理学-地球物理学] 0816[工学-测绘科学与技术] 

基　　金：国家自然科学基金项目(40634023 40773013 90814008 91014007 40921002) 

主　　题：混合岩 深熔 大别—苏鲁 蚌埠 地壳流 

摘      要：混合岩化作用(陆壳深熔)是大陆地壳演化的一个重要过程,可以在不同区域岩石圈演化和相伴构造热事件背景下发生。混合岩化温度往往可以维持在岩石固相线之上达30Ma,且整个深熔过程中岩石通常由初期的半深熔向高度深熔演化。这些特点使得混合岩中深熔锆石的Th/U比值随年龄越年轻而逐渐变大,并且警示混合岩锆石U-Pb年龄往往给出混合岩化的持续时间而不是单一时间点。深熔过程中,不同深熔反应类型对深熔熔体的地球化学特征影响较大,富水熔融可以降低斜长石在源区的稳定域,因此可能导致富水熔融形成的深熔熔体具有高Sr/Y和低Y的特征,从而提示在利用单一高Sr/Y和低Y特征来判别岩石是否具有高压成因需格外小心。此外,深熔过程中熔体提取速率可能大于矿物溶解速率和同位素扩散速率,因此可能发生不平衡熔融导致不同反应类型形成的熔体具有不同的初始同位素比值。熔体产生之后,由于混合岩地体具有缓慢的冷却速率,熔体有充分时间发生矿物结晶分离,残余熔体则在构造应力的作用下,被抽离源区,上升侵位至上部地壳。因此,混合岩地体中保留的大量浅色脉体只有少部分记录初始深熔熔体地球化学特征,绝大部分代表熔体结晶分离过程中的早期结晶产物,其地球化学特征与侵入浅部地壳的深熔花岗岩呈互补关系。陆壳深熔可以大大降低岩石的流变学性质。因此,造山带深熔物质在重力和高原-盆地压力差作用下,可能发生垂向和侧向挤出。下地壳流是深熔物质侧向挤出的重要形式,以混合岩以及相关淡色花岗岩的地球化学性质入手,为识别古老造山带的地壳流提供了一个新的思路。最后,文章以华北克拉通新太古代25亿年混合岩事件和大别—苏鲁造山带中生代混合岩为例,对中国东部混合岩研究进行了展望。