大陆俯冲带变质过程中熔 流体活动的锆石学记录 陈仁旭.pdf

2013 年 第 58 卷 第 22 期：2227 ~ 2232 《中国科学》杂志社 SCIENCE CHINA PRESS 进 展 大陆俯冲带变质过程中熔/流体活动的锆石学记录 * 陈仁旭, 郑永飞 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 * 联系人, E-mail: chenrx@ 2013-05-29 收稿, 2013-06-20 接受, 2013-07-29 网络版发表 国家重点基础研究发展计划(2009CB825004)和国家自然科学基金资助 摘要 对大别-苏鲁造山带超高压变质岩开展了综合的锆石学研究, 包括锆石矿相学( 内部结构 关键词 和外部形态) 、U-Pb 年代学、矿物包裹体、微量元素以及Lu-Hf 和O 同位素分析. 结果不仅深 变质锆石学 化了变质锆石学研究, 识别出了不同类型的锆石, 而且为大陆俯冲带变质过程中熔/流体活动性 变质生长 质提供了重要地球化学信息. 由于变质熔/流体活动程度和物理化学性质差异, 原岩岩浆锆石经 变质重结晶 熔/流体活动 历了3 种不同类型变质重结晶作用, 包括固态重结晶、交代重结晶和溶解重结晶. 新生长锆石可 大陆俯冲带 以从脱水来源的富水流体和深熔来源的含水熔体中结晶形成. 不同类型的受变质和变质成因锆 石显示出不同的元素和同位素组成差异. 原岩性质控制着富水流体可获得性, 而熔/流体的性质 则受变质温压条件控制. 大陆俯冲带变质过程中熔/流体活动是原岩锆石溶解和变质锆石生长的 基本原因, 因此变质锆石的生长可以用作熔/流体活动的指示剂. 锆石是变质岩中的常见副矿物, 它对于 U-Pb 定 水流体生长和从含水熔体生长; 根据原岩锆石经受 年、岩石学和地球化学示踪等具有非常大的用途. 但 变质改造的机制, 将变质重结晶锆石分为固态转换、 [1~6] 是, 大陆俯冲带变质岩中的锆石是相当复杂的, 表现 交代蚀变和溶解再沉淀 . 对于富水流体, 根据流 出不同的来源和成因, 既有不同世代的岩浆锆石, 也 体成分及其物理化学性质可以分为岩浆流体、变质流 有不同世代的变质锆石, 还有受到不同程度改造的 体和热液流体, 从中生长的锆石在矿相学(内部结构 变质重结晶锆石. 在锆石学研究中, 一般将与岩浆作 和外部形态)、元素和同位素组成等方面会表现出一 用同期结晶的锆石称为岩浆锆石, 而将从源岩继承 系列差异. 对于熔体生长锆石, 根据熔体演化程度差 [7] 来的岩浆锆石称为残留锆石, 其中有部分属于经过 异可以分为深熔锆石和岩浆锆石 , 对应的熔体分别 风化搬运的碎屑锆石. 在变质作用过程中, 既有原岩 称为深熔熔体和岩浆