大陆深部地壳脱水熔融与水致熔融的演化特征及其流变学意义

深熔作用是链接地壳深部变质作用、构造变形以及岩浆活动的重要纽带,对大陆地壳演化及其流变学性质具有重要意义.根据是否有自由水的参与,深熔作用分为水致熔融和脱水熔融两种机制.脱水熔融主要通过云母、角闪石等含水矿物的分解来实现,其发生所需的温度一般大于650℃.在脱水熔融反应中会生成钾长石、石榴石等转熔矿物和部分熔体,该熔体呈水不饱和态,具有高Rb、高Rb/Sr比、高^(87)Sr/^(86)Sr,低Sr、Ba和Ca的特点.其产生的熔体含量主要受温压条件和全岩水含量的影响,在麻粒岩相条件下才有可能产生大量熔体.水致熔融是在含水流体参与下所发生的熔融反应,其最显著的特点就是所需温度较低,在角闪岩相条件下可以生成大量熔体.生成的熔体可以是水饱和或水不饱和,在高温条件下生成的水不饱和熔体具有向上迁移的能力.水致熔融生成熔体的地球化学特征与脱水熔融相反,Sr、Ca、Ba含量较高,Rb、Rb/Sr比较低.深熔作用不仅可以显著改变岩石的热力学和流变学性质,而且熔体的迁移可以促进地壳分异并形成广泛的淡色花岗岩,在陆壳的起源、改造和稳定中起着至关重要的作用.

试论阜平杂岩的深熔作用

阜平杂岩中广泛产出浅色脉体,从而显示强烈的混合岩化作用。前人把引起混合岩化作用的机制归因于岩汁交代、重熔或无水深熔作用,似乎与实际的岩相结构不是很一致。矿物自形晶、钠长石净边结构和一些典型的矿物转化反应表明,阜平杂岩的混合岩化作用实际上经历了复杂的过程,主要表现为有水条件下的深熔作用。所形成的熔体有较大的流动性,可迁移一定的距离而进入邻近的岩石,对这些部位而言相当于发生了外来熔体的注入活动,造成熔体注入式混合岩化作用,形成一些交代反应和结构。因此,阜平杂岩混合岩化作用中的变质反应过程既包括长英质矿物的熔融(溶解),还涉及一种含水矿物(如黑云母)转化形成另外一种含水矿物(如角闪石)的化学反应。阜平杂岩的混合岩化作用最重要的机制是水致熔融或含水深熔作用,溶解性重熔或无水深熔作用则较为次要。

藏南马拉山高钙二云母花岗岩的年代学特征及其形成机制

马拉山片麻岩穹窿位于特提斯喜马拉雅带内,由马拉山二云母花岗岩、错布二云母花岗岩和派枯错复合淡色花岗岩组成。马拉山二云母花岗岩东西展布约10km,锆石U-Pb分析表明,马拉山二云母花岗岩的结晶时间较长,从17.6Ma到16.9Ma,或者至少是两次深熔作用的产物,分别发生在17.6Ma和16.9Ma。全岩主量元素、微量元素和Sr、Nd、Hf同位素分析表明马拉山二云母花岗岩是一个较均一岩体,具有以下特征:(1)高SiO2,Al2O3和相对较高的CaO(1.2%～2.0%);(2)较高的Sr,较低的Rb和Rb/Sr比值(<1.3),且随着Ba浓度的增加,Rb/Sr比值保持不变;(3)高度变化的Zr/Hf比值(25.9～39.9);(4)富集轻稀土,亏损重稀土,几乎无或弱的负Eu异常;(5)较一致的Sr和Nd同位素组成;(6)锆石岩浆增生边和继承性锆石的Hf同位素比值高度变化,εHf(t)分别为-20.4～-8.0和-27.2～-9.5。这些特征暗示马拉山二云母花岗岩是变泥质岩在较高温压条件下水致白云母部分熔融的产物,与藏南裂谷系的东西向伸展作用密切相关。