《蘇魯高壓-超高壓變質帶中蛇紋岩成因和作用研究》是依託吉林大學，由王建擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：蘇魯高壓-超高壓變質帶中蛇紋岩成因和作用研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：王建
- 依託單位：吉林大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
大陸造山帶和大陸邊緣俯衝帶中蛇紋岩的研究是近年來世界地學領域的一個重要課題，因為它涉及俯衝帶和地幔楔內的殼-幔相互作用、質量平衡、島弧岩漿形成機制以及超高壓變質岩折返等地球科學的重大問題。大別-蘇魯造山帶是世界上最長的超高壓變質地體，早中生代形成於華北和揚子兩個古克拉通的碰撞拼合。 以往對蘇魯造山帶鎂鐵-超鎂鐵質岩的研究主要是針對經歷過深俯衝的石榴石相橄欖岩（輝石岩）和榴輝岩的成因、變質演化（P-T軌跡）、殼-幔相互作用和年代格架等，但對蛇紋岩（蛇紋石化的尖晶石相橄欖岩）成因和在俯衝帶中作用的研究卻罕見。本項研究擬借鑑全球主要大陸造山帶蛇紋岩的研究思路，重點研究蛇紋岩的原岩類型、構造環境、成因類型和形成機制，探討蛇紋岩在俯衝帶和地幔楔內元素和水循環過程中的作用及其與島弧岩漿的聯繫，建立一個有蛇紋岩因素在內的大陸俯衝、碰撞和折返的地球動力學模型，並為全球造山帶蛇紋岩研究提供可供對比的信息。
結題摘要
俯衝帶中蛇紋岩研究涉及俯衝帶和地幔楔內的殼-幔相互作用、元素和水循環、質量平衡、島弧岩漿形成機制以及超高壓變質岩折返等地球科學領域的重大問題。研究表明，蘇魯地區蛇紋岩的原岩屬虧損地幔橄欖岩，有兩種類型：其一是由方輝橄欖岩蝕變而成，原岩部分熔融程度<15%，以青島仰口地區蛇紋岩為代表；其二是由純橄岩（包括輝橄岩）蝕變而成，原岩部分熔融程度20-25%，以日照梭羅樹和胡家林地區的蛇紋岩和蛇紋岩化純橄岩為代表。對比研究證實，蘇魯地區蛇紋岩原岩形成於華北克拉通（NCC）南緣弧前地幔環境。我們認為青島仰口和日照胡家林兩個地區的含石榴石變質岩的原岩性質、俯衝深度和變質強度都有差別。仰口榴輝岩可能代表經歷了深俯衝的洋殼混入了一些陸殼物質，俯衝深度>200Km（含柯石英）；而胡家林的石榴輝石岩可能代表前期侵入到NCC南緣地幔楔的基性岩漿岩，被揚子板塊俯衝過程中形成的 “地幔拖曳牽引流” 帶入到俯衝通道中形成石榴輝石岩（深度不及仰口榴輝岩的俯衝深度，不含柯石英）。蛇紋岩和蛇紋岩化橄欖岩富集流體遷移元素（FME）。這些元素從俯衝的古特提斯大洋板片（繼而是揚子克拉通板片的前端）釋放出來，被富H2O流體攜帶至上覆地幔楔中。梭羅樹蛇紋岩和胡家林純橄岩的俯衝深度淺，橄欖石蝕變為利蛇紋石，主要富集Sb和As；而仰口蛇紋岩俯衝深度深，橄欖石和斜方輝石蝕變為葉蛇紋石，不僅富集Sb和As，也富集Pb、LREE（La、Ce）和U。導致蛇紋岩化的介質是俯衝大洋板片釋放的含H2O流體，而非地幔熔體和源自花崗質片麻岩的熔體。不同地區（仰口或梭羅樹-胡家林）的蛇紋岩FME含量差異較大，這種不均勻性可能取決於俯衝板片在不同地區差異性釋放FME以及蛇紋岩化過程中溫度的變化。低密度的俯衝陸殼物質與其它俯衝岩石圈間的脫耦作用致使其裹挾大量的“鎂鐵-超鎂鐵質岩透鏡體”（包括蛇紋岩、蛇紋岩化橄欖岩、石榴輝石岩）一同折返至地殼淺部。
