第七届青年地学论坛

       先前大洋板片的俯冲被认为对大陆深俯冲的实现有重要作用，然而我们很难在碰撞造山带中识别先前俯冲洋壳留下的信息。B同位素能非常有效地区分陆源和大洋相关来源的流体，因此可以帮助我们解决这一问题。西阿尔卑斯Dora-Maira地块超高压白片岩和围岩变花岗岩具有相同的花岗岩原岩，白片岩及其云母片岩包体在Alpine造山期大陆碰撞时经历了不同程度的富Mg流体交代作用。电子探针和原位B同位素结果表明交代岩中的电气石（Tur-S）与围岩变花岗岩中的电气石（Tur-G）存在明显差异。Tur-G相对富Fe，Fe#=41~83，δ¹¹B=-13~-6‰，岩相学和地球化学上都与花岗岩中的电气石吻合，显示其岩浆成因。而Tur-S非常富Mg，Fe#=2-10，大多数δ¹¹B=-5~+1‰，与Tur-G差异明显。正常封闭体系的变质作用难以造成两类电气石如此明显的差异，因此Tur-S与俯冲过程中富Mg- ¹¹B流体的交代作用有关。Tur-S显著高的Mg含量及明显升高的δ¹¹B排除了交代流体的陆壳来源，而指示大洋有关的来源。这种富Mg-B的流体最可能来源于蛇纹岩。我们进一步对比了不同构造位置的蛇纹岩类型的B同位素特征， Tur-S相对较低的δ¹¹B值指示交代流体最可能来源于地幔楔蛇纹岩，而非洋底蛇纹岩。我们模拟计算了不同深度条件下产生的地幔楔蛇纹岩脱水产生流体的B含量及δ¹¹B，结果与天然的地幔楔蛇纹岩样品非常接近。结果表明在~70km被水化的地幔楔蛇纹岩脱水产生的流体交代现存的岩浆电气石可以解释Tur-S的B同位素特征。在DMM变花岗岩深俯冲过程中，在俯冲隧道中与刮削的上覆地幔楔的蛇纹岩形成构造混杂岩，在弧下深度蛇纹岩分解产生富Mg流体交代变花岗岩形成白片岩。白片岩及其云母片岩包体中的电气石记录了这一过程。我们的结果表明B同位素可以有效地识别和示踪大陆深俯冲前的大洋板-楔界面的流体交代活动，表明了大洋俯冲和大陆俯冲在同一个俯冲隧道，为先前俯冲的大洋对大陆地壳深俯冲的牵引这一假设提供了支持。地幔楔蛇纹岩脱水交代深俯冲的大陆地壳可以极大地影响陆壳的地球化学组成。

电气石 B同位素 碰撞造山带 洋壳俯冲 板-楔相互作用