大别山超高压榴辉岩与片麻岩的脱水熔融:从实验模拟到显微观测

【摘要】 为了查明榴辉岩中以多硅白云母脱水分解为先导的部分熔融作用,采用大别山碧溪岭超高压榴辉岩为初始物质,在1.5-3.0 GPa和800-950℃下进行封闭体系的脱水熔融实验.在1.5-2.0 GPa下,含5%多硅白云母榴辉岩初始熔融温度为800-850℃,形成熔融比例-3%的花岗质熔体.温度和压力变化对多硅白云母脱水熔融反应产物具有明显控制作用,不同实验条件下可形成更长石、石榴石、钾长石和硬玉等.实验结果对于分析大别-苏鲁地区超高压岩石的部分熔融现象具有指导意义.以此为基础,在双河超高压榴辉岩石榴石中识别出绿帘石等3类多晶包裹体.其中,钾长石+石英包裹体代表寄主岩石中微量熔体迁移结晶的产物,其成分特征表明受到多硅白云母脱水熔融作用控制.矿物组合特征指示熔融反应为:Ph+Omp±Qz→Amp±Grt+Melt(Kfs+Qz+Pl),这与脱水熔融实验结果具有较好类比性.为了对比超高压片麻岩中的脱水熔融作用,在含石榴石超高压副片麻岩中观察到以多硅白云母为主的3类包裹体与长英质包裹体,分别对应于片麻岩内多硅白云母脱水分解、初始熔融和完全熔融等不同阶段.石榴石成分变化表明,帘石矿物对片麻岩内多硅白云母脱水熔融具有重要作用.使用锆石Ti温度计与锆石中多硅白云母包裹体进行估算,获得片麻岩中脱水熔融条件为2.0-2.5 GPa和783-839℃.研究结果显示,由实验结果分析到显微观察验证,表明多硅白云母脱水熔融对大别山超高压榴辉岩和片麻岩中微尺度的熔/流体活动具有明显控制意义,寄主岩石内的低度部分熔融对其流变学性质改变产生相应影响.更多还原