俯冲带氧逸度研究:进展和展望  

Redox processes in subduction zones:Progress and prospect

作　　者：王锦团 熊小林[1] 陈伊翔[2] 黄芳芳 Wang J;Xiong X;Chen Y;Huang F

机构地区：[1]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 [2]中国科学技术大学地球和空间科学学院,合肥230026

出　　处：《中国科学：地球科学》2020年第12期1799-1817,共19页Scientia Sinica(Terrae)

基　　金：国家重点研发计划项目(编号:2018YFA0702704);国家自然科学基金项目(批准号:41921003);中国科学院前沿科学重点研究项目(编号:QYZDJ-SSW-DQC012)资助。

摘　　要：氧逸度是描述体系氧化还原状态的强度变量.通过控制变价元素的价态,氧逸度影响含铁矿物的稳定性,主导变价挥发性元素(碳和硫等)在岩浆和流体中的种型,控制变价元素(如铁、钒、铈、铕)的矿物/熔体和矿物/流体分配行为.因此,氧逸度在理解岩浆形成和演化过程、岩浆-热液矿床成矿机制,以及挥发分组成和性质中扮演着重要角色.俯冲带是岩浆作用和流体活动的重要场所,氧逸度研究是俯冲带过程研究中不可或缺的环节.文章首先介绍了氧逸度的概念、表达方法和天然样品中氧逸度的估算方法;然后系统地梳理了地幔楔氧逸度研究历史和现状,概述了俯冲脱水流体的氧化还原性质,总结了俯冲带岩浆形成和演化过程中氧逸度变化规律的研究现状.主要认识包括:(1)地幔楔氧逸度高度变化,但整体比大洋地幔更加氧化;(2)俯冲带流体的氧化还原性质仍存在争论,俯冲物质加入与地幔楔氧化之间的关系尚不明确;(3)地幔楔部分熔融和弧岩浆结晶分异过程可否导致岩浆氧逸度明显变化存在重要争议.文章认为,厘清地幔楔氧化还原机制的关键在于研究铁、碳和硫等变价元素在俯冲带流体(特别是富溶质流体或超临界流体)中的迁移能力;理解弧岩浆形成和演化过程中氧逸度变化规律的根本在于系统测定Fe3+和Fe2+在铁镁质矿物与熔体间的分配系数及其随温度和压力的变化.

关 键 词：俯冲带 氧逸度 地幔楔 俯冲脱水 弧岩浆演化 

分 类 号：P59[天文地球—地球化学]