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2.0GPa,850～1070℃条件下多硅白云母榴辉岩脱水熔融研究--对大别早白垩富K埃达克岩成因的约束

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矿物岩石地球化学通报 2012年第6期31卷 622-634页

作者：闻卫军周文戈范大伟李朋胡贤旭中国科学院地球化学研究所地球内部物质高温高压实验室贵阳550002 中国科学院大学北京100049 安徽省化工地质勘查总院安徽马鞍山243000

以产出于大别新店高压变质杂岩带的含角闪石多硅白云母榴辉岩(XD963)为实验源岩,使用YJ-3000t紧装式六面顶压机装置,在2.0GPa,850～1070℃条件下,进行了脱水部分熔融实验研究。结果显示,在850～950℃下,多硅白云母通过不一致脱水熔融反... 详细信息

以产出于大别新店高压变质杂岩带的含角闪石多硅白云母榴辉岩(XD963)为实验源岩,使用YJ-3000t紧装式六面顶压机装置,在2.0GPa,850～1070℃条件下,进行了脱水部分熔融实验研究。结果显示,在850～950℃下,多硅白云母通过不一致脱水熔融反应产生了≤12%的过铝质(铝饱和指数ASI>1.2)的高K钙碱性(K2O/Na2O=1.2～1.4)花岗质熔体,与其共存的残留相为石榴子石+绿辉石+石英+多硅白云母+角闪石+Fe-Ti氧化物+蓝晶石±金红石。1000～1070℃时,熔体比例陡然增大(>35%),成分变为准铝质的钙碱性花岗闪长质,残留相组合以石榴子石+绿辉石+普通辉石为主。实验熔体与早白垩世富K埃达克岩的主微量元素对比结果表明:除ASI以及Eu/Eu*值特征外,低温熔体(900～950℃)与富K埃达克岩具有很好的相似性。此外,本次实验源岩在相对低温(900和950℃)条件下形成的熔体具备富K埃达克岩的两个主要特征—高K钙碱性和花岗质。因此可认为形成高K钙碱性的花岗质岩浆不需要过高的压力以及高度富K的源岩。

关键词：富K埃达克岩多硅白云母榴辉岩脱水熔融

大别山超高压榴辉岩与片麻岩的脱水熔融:从实验模拟到显微观测

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科学通报 2013年第22期58卷 2215-2221页

作者：刘强吴耀中国地质大学(武汉)地球科学学院武汉430074 中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室武汉430074

为了查明榴辉岩中以多硅白云母脱水分解为先导的部分熔融作用,采用大别山碧溪岭超高压榴辉岩为初始物质,在1.5-3.0 GPa和800-950℃下进行封闭体系的脱水熔融实验.在1.5-2.0 GPa下,含5%多硅白云母榴辉岩初始熔融温度为800-850℃,形成熔... 详细信息

为了查明榴辉岩中以多硅白云母脱水分解为先导的部分熔融作用,采用大别山碧溪岭超高压榴辉岩为初始物质,在1.5-3.0 GPa和800-950℃下进行封闭体系的脱水熔融实验.在1.5-2.0 GPa下,含5%多硅白云母榴辉岩初始熔融温度为800-850℃,形成熔融比例-3%的花岗质熔体.温度和压力变化对多硅白云母脱水熔融反应产物具有明显控制作用,不同实验条件下可形成更长石、石榴石、钾长石和硬玉等.实验结果对于分析大别-苏鲁地区超高压岩石的部分熔融现象具有指导意义.以此为基础,在双河超高压榴辉岩石榴石中识别出绿帘石等3类多晶包裹体.其中,钾长石+石英包裹体代表寄主岩石中微量熔体迁移结晶的产物,其成分特征表明受到多硅白云母脱水熔融作用控制.矿物组合特征指示熔融反应为:Ph+Omp±Qz→Amp±Grt+Melt(Kfs+Qz+Pl),这与脱水熔融实验结果具有较好类比性.为了对比超高压片麻岩中的脱水熔融作用,在含石榴石超高压副片麻岩中观察到以多硅白云母为主的3类包裹体与长英质包裹体,分别对应于片麻岩内多硅白云母脱水分解、初始熔融和完全熔融等不同阶段.石榴石成分变化表明,帘石矿物对片麻岩内多硅白云母脱水熔融具有重要作用.使用锆石Ti温度计与锆石中多硅白云母包裹体进行估算,获得片麻岩中脱水熔融条件为2.0-2.5 GPa和783-839℃.研究结果显示,由实验结果分析到显微观察验证,表明多硅白云母脱水熔融对大别山超高压榴辉岩和片麻岩中微尺度的熔/流体活动具有明显控制意义,寄主岩石内的低度部分熔融对其流变学性质改变产生相应影响.

关键词：脱水熔融多硅白云母高温高压实验多晶包裹体超高压变质大别山

秦岭造山带若干岩石高温高压脱水熔融的特征及其意义

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现代地质 2007年第4期21卷 683-690页

作者：姜昕赵志丹周文戈谢鸿森高山张本仁中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室中国科学院地球化学研究所贵州贵阳550002 中国地质大学地球科学学院湖北武汉430074

对秦岭造山带和邻区块状岩石样品进行了高温(1100～1300℃)和高压(1.2～1.8GPa)脱水熔融实验。通过对实验产物综合分析发现许多样品中出现了熔融玻璃和雏晶。玻璃代表的熔体成分为基性和中性,部分接近于超基性范围,熔体与原来岩石全岩... 详细信息

对秦岭造山带和邻区块状岩石样品进行了高温(1100～1300℃)和高压(1.2～1.8GPa)脱水熔融实验。通过对实验产物综合分析发现许多样品中出现了熔融玻璃和雏晶。玻璃代表的熔体成分为基性和中性,部分接近于超基性范围,熔体与原来岩石全岩成分比较,更偏基性。熔体出现的空间和成分都显示了局部熔融体系的特征,即含水矿物(角闪石或黑云母)和浅色矿物(石英或斜长石)控制了熔融的发生并且决定了熔体的成分。脱水熔融产生了比原岩更偏基性的熔体,这意味着熔融后残留部分将愈偏酸性。如果这种机制存在于大陆中—下地壳,将对探讨大陆地壳的结构和物质组成,解释某些地区的长英质中下地壳的成因等具有重要的意义。

关键词：块状样品脱水熔融岩浆起源中-下地壳秦岭造山带

高喜马拉雅黑云斜长片麻岩脱水熔融实验:对青藏高原地壳深熔的启示

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科学通报 2001年第3期46卷 246-250页

作者：杨晓松,金振民,E. Huenges,F. R. Schilling,B. Wunder 中国地质大学地球科学学院! 武汉 430074 中国地质大学地球科学学院! 武汉 430074 GeoForschungsZentrum! Potsdam D-14473 Germany. GeoForschungsZentrum! Potsdam D-14473 Germany. GeoForschungsZentrum! Potsdam D-14473 Germany.

通过对高喜马拉雅块状黑云斜长片麻岩进行高温高压实验-T = 770-1028℃, P = 1.0-1.4 GPa, 无外加自由水), 初步研究了脱水熔融过程和熔体结构; 模拟了高喜马拉雅淡色花岗岩的形成. 实验结果表明: （1) 即便在初熔状态下-熔融程度<5%),... 详细信息

通过对高喜马拉雅块状黑云斜长片麻岩进行高温高压实验-T = 770-1028℃, P = 1.0-1.4 GPa, 无外加自由水), 初步研究了脱水熔融过程和熔体结构; 模拟了高喜马拉雅淡色花岗岩的形成. 实验结果表明: （1) 即便在初熔状态下-熔融程度熔融程度的控制; （2) “脱水熔融” 实际包含了亚固相脱水作用、流体迁移、含水和缺水熔融等一系列子过程; （3) 实验产生出过铝的花岗质熔体, 其成分与高喜马拉雅淡色花岗岩成分相似, 残留相矿物组合为Pl + Qz + Gat + Bio + Opx ± Cpx + Ilm（Rut) ± （Kfs), 化学成分为中偏基性, 可与在喜马拉雅地区发现的麻粒岩对比. 实验证实黑云斜长片麻岩是喜马拉雅淡色花岗岩的源岩之一, 脱水熔融是形成高喜马拉雅淡色花岗岩和下地壳麻粒岩的重要方式, 并为确定源区的温压条件提供了实验约束.

关键词：片麻岩脱水熔融熔体结构流体迁移淡色花岗岩麻粒岩高喜马拉雅

斜长角闪岩脱水熔融过程中熔体连通性的实验研究

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矿物岩石地球化学通报 2008年第1期27卷 35-42页

作者：郑小刚李和平周文戈中国科学院地球化学研究所深部物质与流体地球化学实验室

岩石的物理性质（弹性、电性等）明显受熔体连通性的制约。因此，研究熔体分布对理解深部地质作用、解释地球物理资料具有特殊意义。干高温高压条件下（T=850～1100℃，p=2．0～4．0GPa）在YJ3000吨六面顶砧压机上进行了天然块状斜长角... 详细信息

岩石的物理性质（弹性、电性等）明显受熔体连通性的制约。因此，研究熔体分布对理解深部地质作用、解释地球物理资料具有特殊意义。干高温高压条件下（T=850～1100℃，p=2．0～4．0GPa）在YJ3000吨六面顶砧压机上进行了天然块状斜长角闪岩的脱水部分熔融实验，测量了熔体与矿物相接触时所形成的二面角值。结果表明，熔体在低熔体系下（熔体体积百分比为5％），熔体以熔体薄膜形式存在于矿物相边界，二面角值〈60。时，熔体相互连通；不同固相矿物的二面角的分布有差别很大；二面角随温度升高而减小，因此温度升高有利干熔体形成连通体。表面张力和界面能的最小化是推动熔体连通的两个驱动力。通过测量二面角值可定性确定熔体的连通性及熔体连通的动力学机制。

关键词：词二面角界面能熔体分离脱水熔融连通性

变质反应与脱水熔融成因关系的实验研究——以晋蒙边界孔兹岩系中富铝片麻岩为例

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中国科学（D辑） 1997年第6期27卷 481-487页

作者：刘福来沈其韩耿元生徐学纯马瑞中国地质科学院地质研究所北京100037 长春地质学院开放实验室长春130021

夕线石榴黑云钾长片麻岩天然块状岩石高温高压实验结果表明,石榴石与熔体之间发生的变质反应及矿物组合演化特征不仅受控于温压条件,而且与黑云母脱水熔融、长英质矿物部分熔融存在密切成因关系.以高温高压实验结果为依据结合深入的理... 详细信息

夕线石榴黑云钾长片麻岩天然块状岩石高温高压实验结果表明,石榴石与熔体之间发生的变质反应及矿物组合演化特征不仅受控于温压条件,而且与黑云母脱水熔融、长英质矿物部分熔融存在密切成因关系.以高温高压实验结果为依据结合深入的理论研究,阐明晋蒙边界孔兹岩系变质演化过程中矿物转变反应.脱水熔融,温压条件相互间的成因关系及其动力学意义.

关键词：变质反应脱水熔融孔兹岩系片麻岩

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俯冲带部分熔融

岩石学报 2020年第9期36卷 2589-2615页

作者：张泽明丁慧霞董昕田作林中国地质科学院地质研究所北京100037 中国地质大学(北京)地球科学与资源学院北京100083

俯冲带是地幔对流环的下沉翼,是地球内部的重要物理与化学系统。俯冲带具有比周围地幔更低的温度,因此,一般认为俯冲板片并不会发生部分熔融,而是脱水导致上覆地幔楔发生部分熔融。但是,也有研究认为,在水化的洋壳俯冲过程中可以发生部... 详细信息

俯冲带是地幔对流环的下沉翼,是地球内部的重要物理与化学系统。俯冲带具有比周围地幔更低的温度,因此,一般认为俯冲板片并不会发生部分熔融,而是脱水导致上覆地幔楔发生部分熔融。但是,也有研究认为,在水化的洋壳俯冲过程中可以发生部分熔融。特别是在下列情况下,俯冲洋壳的部分熔融是俯冲带岩浆作用的重要方式。年轻的大洋岩石圈发生低角度缓慢俯冲时,洋壳物质可以发生饱和水或脱水熔融,基性岩部分熔融形成埃达克岩。太古代的俯冲带很可能具有与年轻大洋岩石圈俯冲带类似的热结构,俯冲的洋壳板片部分熔融可以形成英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗闪长岩。平俯冲大洋高原中的基性岩可以发生部分熔融产生埃达克岩。扩张洋中脊俯冲可以导致板片窗边缘的洋壳部分熔融形成埃达克岩。与俯冲洋壳相比,俯冲的大陆地壳具有很低的水含量,较难发生部分熔融,但在超高压变质陆壳岩石的折返过程中可以经历广泛的脱水熔融。超高压变质岩在地幔深部熔融形成的熔体与地幔相互作用是碰撞造山带富钾岩浆岩的可能成因机制。碰撞造山带的加厚下地壳可经历长期的高温与高压变质和脱水熔融,形成S型花岗岩和埃达克质岩石。

关键词：俯冲带热结构部分熔融缓俯冲脱水熔融埃达克岩

高温高压条件下实验变形石英闪长岩微观结构与熔体特征研究

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岩石学报 2012年第3期28卷 1005-1016页

作者：刘贵周永胜宋娟何昌荣中国地震局地质研究所地震动力学国家重点实验室北京100029 中国石油大学(华东)地球科学与技术学院青岛266555

本文以高温高压条件下石英闪长岩流变实验样品为研究对象,利用偏光显微镜进行微观结构观察,研究了样品在实验温度压力条件下的变形机制与斜长石结构对流变强度的影响;通过透射电镜能谱与电子探针,分析了熔体分布和成分特征,讨论了角闪... 详细信息

本文以高温高压条件下石英闪长岩流变实验样品为研究对象,利用偏光显微镜进行微观结构观察,研究了样品在实验温度压力条件下的变形机制与斜长石结构对流变强度的影响;通过透射电镜能谱与电子探针,分析了熔体分布和成分特征,讨论了角闪石脱水熔融的影响因素与脱水熔融对岩石流变的影响。结果表明,随着温度升高,岩石从脆塑性过渡域逐渐向高温位错攀移和动态重结晶为主的塑性域转化。在高温条件下,角闪石出现了脱水与部分熔融,脱水熔融的熔体分布和成分体现出非均匀与非平衡熔融的特点,空间分布上,熔体主要出现在角闪石和黑云母矿物颗粒的边缘以及角闪石和长石颗粒之间的区域内;成分分布上,熔体的成分与参与熔融的矿物成分密切相关。角闪石边缘的熔体和黑云母边缘的熔体具有低硅铝、高铁镁特征,斜长石边缘的熔体具有高硅铝、低铁镁的特征,处于角闪石和斜长石颗粒中间的熔体,其成分间于斜长石与角闪石成分之间。实验中出现的非平衡非均匀部分熔融可以解释混合岩中的浅色体与暗色体的成因,富硅熔体可以形成富硅铝的花岗质岩石,而贫硅富铁镁的熔体可以形成基性岩。角闪石的脱水熔融程度依赖于样品的封闭条件,处于封闭环境的样品,角闪石不易脱水熔融,而处于开放环境时,角闪石脱水熔融显著。拆离断层带及其附近具备这样的开放环境,有利于角闪石发生脱水熔融。实验力学数据和微观结构显示,随机分布的斜长石对岩石强度影响并不明显,但斜长石的长轴方向与最大主应力方向呈大角度相交(近90°)会显著强化岩石的强度,这意味着岩石组构与主应力方向大角度相交或呈垂直方向时,不利于岩石变形和拆离断层的形成,反之,均匀岩石或岩石组构与最大主应力方向小角度相交,有利于岩石的变形,容易发育拆离断层。

关键词：石英闪长岩高温高压流变微观结构与变形机制岩石组构脱水熔融

拉萨地块南缘壳源岩浆水含量差异:来自锆石水含量的启示

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中国科学：地球科学 2021年第8期51卷 1389-1400页

作者：蒙均桐夏小平马林姜子琦徐健崔泽贤杨晴张万峰张乐中国科学院广州地球化学研究所同位素地球化学国家重点实验室广州510640 中国科学院深地科学卓越创新中心广州510640 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049 桂林理工大学地球科学学院桂林541006

地球物理与地球化学资料显示,地球各圈层含有一定量的水并且在时空分布上存在差异.最近的研究显示,锆石水含量具有反映岩浆水含量的潜力.文章对拉萨地块南缘几个壳源部分熔融成因的二云母花岗岩、石英二长岩、闪长岩以及花岗闪长岩样品... 详细信息

地球物理与地球化学资料显示,地球各圈层含有一定量的水并且在时空分布上存在差异.最近的研究显示,锆石水含量具有反映岩浆水含量的潜力.文章对拉萨地块南缘几个壳源部分熔融成因的二云母花岗岩、石英二长岩、闪长岩以及花岗闪长岩样品中的锆石进行了SIMS水含量和氧同位素分析以及LA-ICPMS微量元素分析,结果用以探讨壳源岩浆水含量的差异性.分析结果显示,两个古老地壳部分熔融样品在锆石水含量核密度图上的峰值分别是85和300ppm,分别明显低于两个新生地壳部分熔融样品的峰值435和475ppm.四个样品计算的U-Th辐射剂量都小于3×10^(15)events mg^(-1),表明它们的晶格未受到严重辐射损伤,都不属于蜕晶化锆石.锆石中元素REE+Y和H+P以及Hf和H含量之间没有相关性,说明它们的水含量并非受控于前人提出的相对于P过量REE+Y电荷补偿机制,岩浆演化程度的差异也不是造成不同样品锆石水含量的主要因素.地壳源岩部分熔融程度的差异也无法解释这些样品锆石水含量的差异.我们认为,这些锆石样品间水含量差异记录了岩浆水含量差异.这一差异反映了熔融方式(加水熔融或者脱水熔融)和源区水含量对岩浆水含量的影响.地壳发生升温减压脱水熔融,岩浆水含量最低.同为加水熔融的地壳岩浆,古老地壳脱水熔融成因熔体中的水含量低于新生地壳加水熔融形成的熔体.

关键词：锆石水含量二次离子质谱脱水熔融加水熔融岩浆水含量