6.变质地球化学
Si是俯冲带流体中最主要的溶质成分,俯冲带流体活动中发生的Si元素迁移和同位素分馏行为,最终会对壳幔物质循环产生影响。对大别山高压-超高压榴辉岩和脉体的Si同位素研究显示,脉体相对于榴辉岩发生了显著的Si同位素分馏,其全岩的δ30Si值与SiO2含量呈现出良好的线性正相关关系,说明变质流体和脉体的Si同位素组成受结晶矿物组分控制。基于此,我们可以建立不同初始组分流体结晶历程中的Si同位素变化模型,并且可以利用Si同位素来为俯冲带物质循环提供一些有用的信息。
Ba一方面在变质过程中非常容易随熔/流体释放迁移,另一方面又在板片俯冲过程中经常赋存在高压矿物多硅白云母中从而保持稳定,使得Ba同位素在示踪壳幔物质循环和流体活动等方面都有很大的潜力。我们研究了部分俯冲带高压-超高压榴辉岩及相关脉体,发现脉体相对于榴辉岩具有显著偏高的δ137/134Ba值,特别是经历过多期次结晶过程的变质流体的δ137/134Ba值会进一步升高。这是部分岛弧岩浆岩具有高δ137/134Ba值的可能原因。相反,片麻岩脱水释放的变质流体则具有低δ137/134Ba值的特征。因此,Ba同位素能够用于区分形成变质脉体的流体是来自榴辉岩内部还是外部。对不同变质级别的镁铁质岩石的Ba同位素研究发现,绿片岩的δ137/134Ba值继承了原岩的特征,而角闪岩和榴辉岩的δ137/134Ba值变化都比较大,这可能与它们经历过不同程度的变质脱水和水-岩相互作用有关。