稀土元素地质温压计的应用挑战:以印度南部麻粒岩地体中基性-超基性麻粒岩为例  

作　　者：徐晓飞 苟龙龙[2] 张成立[2] 卢俊生[2] 赵燕[2] 敖文昊 胡育华 周峰 

机构地区：[1]昆明理工大学国土资源工程学院,昆明650093 [2]大陆动力学国家重点实验室,西北大学地质学系,西安710069

出　　处：《中国科学：地球科学》2024年第11期3484-3500,共17页Scientia Sinica(Terrae)

基　　金：国家自然科学基金项目(41890831、42302223);大陆动力学国家重点实验室研究项目(SKLCD-04)资助。

摘　　要：在高温条件下,主量元素扩散很可能会破坏麻粒岩的进变质和峰期变质记录,而微量元素由于较低的扩散速率,更有可能保留这些信息.因此,使用已标定的稀土元素(REE)温压计对重建关键变质阶段具有至关重要的作用,近年来引起了广泛关注和应用.然而,REE温压计的准确度高度依赖于通过共存矿物对的主微量元素所定义的相关系数(A、B和D),因而共存矿物对的主微量元素能够影响其计算结果.本研究选择印度南部麻粒岩地体中的基性-超基性麻粒岩为研究对象,综合采用岩石学、矿物化学、相平衡模拟和REE温压计等方法,在确定其变质条件和演化历史的基础上,探讨使用REE温压计时可能面临的挑战.本研究的样品中石榴子石、单斜辉石和斜方辉石均表现为均一的主量成分剖面,其中石榴子石和单斜辉石接触边界存在相对明显的Fe-Mg扩散环带.相反,石榴子石和单斜辉石的微量元素则保留了一定的成分剖面.研究表明,Fe-Mg交换和随机选定的矿物对能够显著影响REE温压计的准确性,其中Fe-Mg交换可以导致系数A增加,同时导致轻稀土元素(LREEs)的系数B降低和重稀土元素(HREEs)的系数B增加,进而导致该温压计高估了变质岩的P-T条件.例如,在应用石榴子石-单斜辉石REE温压计时,选择Fe-Mg交换程度Ex(Ex=(X_(Mg)^(C)-X_(Mg)^(0))/X_(Mg)^(0)×100%;其中,X_(Mg)^(C)为Fe-Mg交换后的值,X_(Mg)^(0)为Fe-Mg交换前的值;X_(Mg)=Mg/(Fe^(2+)+Mg))为~10的主量成分计算时,会导致压力和温度分别被高估~10kbar和30~40℃.矿物对的随机配对,如选择矿物核或边及其相应的微量元素,可能会严重影响矿物对微量元素间的分配系数D,进而导致REE温压计的计算结果出现较大差异,甚至可能产生异常计算结果.因此,为了降低这些因素的影响,在应用REE温压计限定麻粒岩的变质P-T条件之前,有必要首先分析共存矿物的主微量元素剖面.在此基�

关 键 词：麻粒岩 REE温压计 Fe-Mg交换 矿物对随机配对 

分 类 号：P588.3[天文地球—岩石学]