俯冲带变质过程中的含碳流体

俯冲带含碳岩石通过俯冲过程的变质反应生成了含碳水流体、富硅酸盐的超临界流体和含碳熔体。不同类型流体的形成与岩石成分和岩石经历的温压条件相关。岩石中碳酸盐矿物脱碳反应的温压条件取决于岩石起初的流体成分:有水存在时,反应发生在低温条件下。在高压条件下,碳酸盐矿物在水或含盐水流体的溶解是生成含碳流体重要的机制,其导致的碳迁移作用可能超过脱碳变质反应的作用。高温条件下,含碳岩石的部分熔融可以生成含碳的熔体,这在热俯冲环境和俯冲带岩石底辟到上覆地幔的情况下是碳迁移重要载体。富硅酸盐的超临界流体可能是在第二临界端点上形成的超临界流体,目前在超高压岩石中观察到的非花岗质成分的多相固体包裹体被认为是这种流体结晶的产物,然而对其理解尚存在很多问题,需要进一步的实验研究。地表含碳岩石在俯冲带被带到深部,俯冲带地温特征的不同导致了不同类型含碳流体的形成,这些流体运移至上覆地幔引起岩石部分熔融产生含碳的岛弧岩浆,岩浆喷出到地表释放了其中的碳,这构成了俯冲带-岛弧系统的碳循环。

大别山榴辉岩中磷灰石的结构碳酸根

在大别山东南部的高压和超高压榴辉岩中发现磷灰石含有结构碳酸根。磷灰石主要以包裹体的形式存在于筛状变晶结构的石榴石中 ,其形成时间早于石榴石和榴辉岩的矿物组合。X射线衍射和傅立叶变换红外光谱研究表明 ,磷灰石中结构碳酸根替代 [PO4 ]3- ,表现为在 14 5 5～ 14 2 2cm- 1的吸收带 ,以及在 15 0℃以下温度难以消除的在 1630cm- 1的吸附水 ,但常规X射线衍射和傅立叶变换红外光谱难以给出其含量。用EA MS连线技术测量给出结构碳酸根的含量在 0 95～ 5 2 4CO2 wt%。榴辉岩磷灰石中结构碳酸根的鉴定和碳含量的定量测定证明 ,在超高压变质过程中存在含CO2 的峰变质流体。