俯冲带脱水作用与板片流体地球化学  

Dehydration at subduction zones and the geochemistry of slab fluids

作　　者：李万财[1,2] 倪怀玮 Li W;Ni H

机构地区：[1]中国科学院壳幔物质与环境重点实验室,中国科学技术大学地球和空间科学学院,合肥230026 [2]中国科学院比较行星学卓越创新中心,合肥230026

出　　处：《中国科学：地球科学》2020年第12期1770-1784,共15页Scientia Sinica(Terrae)

基　　金：国家自然科学基金项目(批准号:41590622、41825004、41721002、41603057);中央高校基本科研业务费专项项目(编号:WK2080000102、WK3410000013)资助。

摘　　要：俯冲大洋板片在深俯冲过程中随着温度和压力的升高而发生变质脱水反应.脱水作用是俯冲带物质循环的关键一环,板片流体是板片-地幔相互作用的主要介质.脱水作用主要受俯冲带热结构和含水矿物的稳定性等因素控制.俯冲板片在浅部主要脱出含NaCl等盐分的富水流体.随着俯冲深度的增大,流体中溶解的硅酸盐组分增多.在弧下和弧后深度,板片有可能发生部分熔融形成含水硅酸盐熔体,也可能由于硅酸盐和水达到完全混溶而形成超临界流体.不同类型板片流体的化学组成控制着流体与残余固相岩石之间的元素分配行为,总体来说超临界流体对微量元素的迁移能力最强,甚至可以有效迁移高场强元素.对板片流体化学组成的研究需要依靠高温高压实验、理论计算与天然样品研究的有机结合.文章重点讨论了板片流体中碳、氮、硫等关键挥发性元素的含量和种型及其主要控制因素,并探讨了流体的氧逸度和酸度等重要物理化学性质.板片流体的属性受矿物组合和温压条件控制而呈现复杂变化,俯冲带深部的流体据推测为弱碱性,而且不一定具有较强的氧化性.对俯冲带脱水作用和板片流体组成及性质的研究迫切要求开发高温高压原位分析等革新性的实验和计算技术.

关 键 词：俯冲带 脱水作用 板片流体 挥发分 氧逸度 酸度 

分 类 号：P59[天文地球—地球化学]