作者:李继磊等 来源:CMP 发布时间:2016/9/14 10:13:13
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科研人员揭示俯冲带内的氧化还原过程

 

弧下地幔(sub-arc mantle)的地球化学过程控制着岛弧岩浆的成分以及相关岛弧矿床的形成。全球来看,弧下地幔的氧化性要比MORB更高,因此高氧逸度岛弧岩浆也是形成岛弧斑岩矿床的重要控制因素之一,这一高氧化性特征被普遍认为是俯冲带释放的氧化物质被源源不断地带入到上覆地幔楔的结果。但是也有研究认为原始地幔岩浆并不比MORB高,俯冲带释放的流体或者熔体并非特别氧化。因此进一步研究俯冲板片的氧化还原状态及其相关演化过程有着重要的意义。

中国科学院地质与地球物理研究所固体矿产资源研究室陆缘演化与流体成矿学科组博士后李继磊及合作者通过对西南天山高压‐超高压变质带中榴辉岩、蓝片岩、云母片岩及多类脉体中的硫化物及相关氧化物的分布状态和相互关系的岩相学进行详细研究,推断出俯冲洋壳的氧化还原状态及其演化过程。这些高压岩石中的硫化物主要为黄铁矿,含少量磁黄铁矿、黄铜矿、斑铜矿、辉钼矿和闪锌矿等,可见黄铜矿-斑铜矿的出溶结构情况。硫化物往往被磁铁矿所交代,脉体包含了两期流体事件,峰期榴辉岩相流体主要以含硫化物为特征,而晚期的退变质流体以含磁铁矿为特征。研究认为硫化物主体结晶于高压变质作用阶段,矿物组合特征显示随着俯冲深度的增加,俯冲洋壳的氧逸度在逐渐降低。但是质量平衡计算显示,在高压变质作用过程中(比如蓝片岩-榴辉岩转变),俯冲洋壳的氧化还原状态并没有明显改变。这也暗示在洋壳的高压变质过程中,可能并没有大量的氧化物质释放到上覆地幔楔中。然而,在退变质过程中,折返的岩石及块体在俯冲隧道中被高度氧化的退变质流体所氧化,其氧逸度和氧化状态都被明显提高。

这一研究成果近期在线发表在矿物学岩石学期刊Contributions to Mineralogy and Petrology(Li et al. Redox processes in subducting oceanic crust recorded by sulfide-bearing high-pressure rocks and veins (SW Tianshan, China). Contributions to Mineralogy and Petrology,2016, 171: 72. DOI 10.1007/s00410-016-1284-2)。(来源;中国科学院地质与地球物理研究所

 
 
 
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2016/9/14 10:35:25 zhongxirui
换个角度看:小行星撞击地球,形成陨石坑,由于地球自转,发生逆掩,陨石坑并不圆;陨石坑的边缘的二氧化硅形成偏硅酸、硅氧四面体与硅酸盐。这样,折返区域、岛弧由于高温、高压岩石被高度氧化,但是陨石坑的入射角下,由于被烧结,氧化还原反应就不明显。
 
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