马里亚纳海沟南部橄榄岩的研究 ——地幔楔中含水流体—橄榄岩的相互作用

论文摘要

弧下地幔楔是俯冲板片物质向地表折返的必经之地,对地幔楔橄榄岩的研究是研究“俯冲工厂”运行机制的重要环节。为了深入了解俯冲作用对弧下地幔楔橄榄岩的影响,本文对马里亚纳岛弧南部前缘的橄榄岩进行了岩石、矿物学和地球化学研究。根据矿物组成将这些橄榄岩分为两组:含辉石的Group1和不含辉石的Group2。矿物学和地球化学特征表明这些橄榄岩是弧下地幔楔高度部分熔融的残余,并叠加后期含水流体-橄榄岩的相互作用。全岩组成和矿物组成均表明马里亚纳岛弧南部前缘橄榄岩经历了比深海橄榄岩更高程度的部分熔融作用。并且,与橄榄石和斜方辉石相比,单斜辉石的亏损程度更高,暗示后期含水流体的渗入引起了马里亚纳岛弧南部前缘橄榄岩的局部熔融。后期含水流体-橄榄岩的相互作用使马里亚纳弧下地幔楔发生Ca、Na的相对富集;并使单斜辉石在发生局部熔融的同时发生LILE和LREE以及Zr的相对富集;还明显改变了尖晶石的矿物组成;同时导致角闪石、斜方辉石等新的矿物相的形成。含水流体-橄榄岩相互作用下角闪石的形成是一个受温度影响的长期过程,早期高温条件下形成的角闪石还参与了橄榄岩的局部含水熔融作用。含水流体普遍富含Al、Ca和Na,对各种微量元素的溶载能力随着其温度的升高而升高,相对低的HREE和HFSE溶载能力暗示其源于俯冲板片的脱水作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 第一章 背景介绍
• 1. “俯冲工厂”的研究现状
• 1.1 “俯冲工厂”的输入产物——俯冲洋壳和沉积物
• 1.2 “俯冲工厂”的输出产物——岛弧熔岩
• 1.3 “俯冲工厂”的加工车间——地幔楔
• 2. 马里亚纳岛弧背景介绍
• 2.1 马里亚纳岛弧研究历史
• 2.2 马里亚纳岛弧的构造地质背景
• 第二章 样品及其分析方法
• 1. 采样位置
• 2. 分析内容、相应的分析方法及样品的处理
• 2.1 橄榄岩的结构和矿物组成
• 2.2 全岩常量元素分析
• 2.3 矿物常量元素分析
• 2.4 矿物微量元素分析
• 第三章 岩石结构特征及常量元素特征
• 1. 岩石的矿物组成及结构特征
• 1.1 Group 1 橄榄岩
• 1.2 Group 2 橄榄岩
• 1.3 橄榄岩的定名
• 2. 全岩常量元素
• 3. 矿物常量元素
• 3.1 橄榄石
• 3.2 斜方辉石
• 3.3 尖晶石
• 3.4 单斜辉石
• 3.5 角闪石
• 第四章 单斜辉石和角闪石的微量元素特征
• 1. 角闪石的微量元素特征
• 2. 单斜辉石的微量元素特征
• 第五章 讨论
• 1. 部分熔融作用
• 2. 含水流体－橄榄岩的相互作用
• 2.1 对全岩常量元素组成的影响
• 2.2 对原生矿物相的改造
• 2.3 新矿物相的形成
• 2.4 含水流体－橄榄岩相互作用的温压史
• 2.5 含水流体的性质及来源
• 2.6 含水流体－橄榄岩相互作用模式
• 结论
• 参考文献
• 发表文章目录
• 致谢