干的基性大陆下地壳部分熔融对C型埃达克岩成因的制约.PDF

2010 年 第 55 卷 第 13 期： 1255 ~ 1267 《中国科学》杂志社 论 文 SCIENCE CHINA PRESS 干的基性大陆下地壳部分熔融: 对Ｃ型埃达克岩 成因的制约 ① ② 黄方 , 何永胜 ① Institute of Geochemistry and Petrology, ETH Zurich, 8092 Zurich, Switzerland; ② 中国科学院壳幔物质与环境重点实验室, 中国科学技术大学地球和空间科学学院, 合肥 230026 E-mail: huangfang426@ 2009-12-04 收稿, 2010-02-22 接受 国家自然科学基金(批准号:资助项目 摘要 C 型埃达克岩通常被认为是基性下地壳高压下石榴子石残留时的部分熔融产物, 其 关键词 依据主要来自含水玄武质岩石在高压下部分熔融的实验结果. 但是因为大陆基性下地壳一 C 型埃达克岩 般不含大量的水, 这些含水实验的结果不能用来说明干的下地壳的熔融过程. 由于目前尚 MELTs 程序 缺乏关于干的基性岩石部分熔融的系统的实验数据, 本文用MELTs 程序来模拟干的基性下 基性大陆下地壳 榴辉岩熔融 地壳在1~2 GPa 下的部分熔融. 模拟和实验资料均表明, 无论压力如何变化(1~3 GPa), 熔融 Eu 异常 比例超过 20% 时, 干的基性下地壳大比例部分熔融不能产生 C 型埃达克岩的高硅含量 (~70%). 虽然1~2 GPa 时, 文献中有限的几个干的基性岩石熔融实验结果显示, 低比例熔融 (10%)不能产生高硅的岩浆, 但是MELTs 程序模拟显示压力高于 1.8 GPa 时, 如果熔体的 SiO 含量主要由残留的石榴子石控制, 低比例熔融则可以产生少量高K O/Na O 的英安质熔 2 2 2 体. 模拟进一步说明, 压力低于 1.8 GPa 时, 大量斜长石在残留相的存在使得熔体的 SiO2 (62%)远远低于中国东部出露的高硅 C 型埃达克岩. 考虑到产生高硅熔体需要的高温和深 度以及极端亏损重稀土的性质, 我们推测这种熔体很容易受到其他壳源岩浆的混染, 这可 能导致在地表出露的真正的由榴辉岩熔融形成的C 型埃达克岩非常有限. 高Sr/Y 和La/Yb 可以由包括石榴子石作用的多种因素(产生例如继承源区和单斜辉石分异), 因此用这两个指 标判别是否为埃达克岩是有问题的. 我们提出强烈的中重稀土分异(例如高的Gd/Yb) 以及高 度右倾的稀土元素分配模式可能是判别石榴子石的作用以及埃达克岩的更好的指标. 另外, 由于熔体的Eu 异常取决于源区性质, 岩浆体系的氧逸度, 以及斜长石和基性矿物之间的比 例, Eu 异常不能简单地用来指示斜长石在岩浆过程中的作用. Defant 和Drummond[1]最早把一类具有高Sr/Y 和 部分熔融; 因为熔融时的压力高(3 GPa), 所以石榴 La/Yb, 高Sr 和低Y 和Yb 的现代岛弧岩浆岩命名为 子石残留源区, 这导致重稀土元素(HREE)和Ｙ亏损 埃达克岩(adakite). 在此之前, Kay[2]发现Aluetian 的 和高 La/Yb