硅酸盐熔体与地幔岩石（矿物）反应的实验研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 王明梁 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2014 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 唐红峰 |
| 关键词 | 英云闪长质熔体 玄武质熔体 地幔橄榄岩 熔体-岩石（矿物）反应 高镁安山岩 筛状石榴子石 岩石圈地幔 华北克拉通 |
| 学位专业 | 矿物学、岩石学、矿床学 |
| 中文摘要 | 大量实例研究证实，华北克拉通岩石圈地幔发生了由难熔型向饱满型的演化，目前对于这一演化发生的机制还存在激烈的争论。在空间上克拉通岩石圈地幔介于陆壳与软流圈之间，因此岩石圈地幔的演化与后两个层圈有密切的关系。陆壳物质可以通过俯冲和/或拆沉作用进入岩石圈地幔形成相对富硅的熔体，而软流圈的上涌也可以导致相对贫硅的熔体加入到岩石圈地幔。为了探讨这些熔体对岩石圈地幔组成的影响，我们在大腔体压力机上以英云闪长岩和玄武岩分别代表富硅和贫硅熔体，开展了硅酸盐熔体与地幔橄榄岩及其组成矿物橄榄石、斜方辉石反应的高温高压实验研究，具体包括：（1）1250-1450°C、2.0-5.0GPa条件下，英云闪长质熔体与橄榄石的反应；（2）1250-1400°C、2.0-4.0GPa条件下，英云闪长质熔体与二辉橄榄岩的反应；（3）1300-1450°C、2.0-4.5GPa条件下，玄武质熔体与二辉橄榄岩的反应；（4）1300-1450°C、2.0-4.5GPa条件下，玄武质熔体与斜方辉石的反应。这些反应产物系统的岩相学和物相化学组成分析结果为正确揭示华北克拉通岩石圈地幔发生演化的机制提供了直接证据。论文的主要结论性认识是： （1）英云闪长质熔体与地幔橄榄岩（橄榄石）反应后的主要产物为斜方辉石，在低温和高压的情况下，矿物组合为Opx+Grt；玄武质熔体与地幔岩石反应的主要产物是Cpx+Grt+Opx，在高温的情况下形成Cpx+Opx，玄武质熔体与斜方辉石反应的主要产物是Cpx+Grt，在高温的情况下，反应产物主要为Cpx。 （2）硅酸盐熔体与地幔岩石（矿物）反应的机制是扩散和溶解-结晶，其中溶解-结晶是反应的主导机制。在熔体和岩石反应过程中，溶解-结晶作用控制着反应边的矿物相组成和新生矿物的化学成分。 （3）英云闪长质熔体与地幔岩石（橄榄石）反应后，残留熔体的MgO含量和Mg#升高，MgO-SiO2演化趋势与华北克拉通内部的高Mg安山岩一致。因此，中性熔体与地幔岩石反应是形成克拉通内部高Mg安山岩的重要途径之一。同时，在较低温的反应中有石榴子石生成，可以导致反应后熔体具有“埃达克”质熔体的特征，因此熔体与地幔岩石反应也可能是华北克拉通内部高Mg埃达克岩形成的途径之一。 （4）来自地壳的富硅熔体与岩石圈地幔橄榄岩反应可以形成不含橄榄石的辉石岩或石榴辉石岩，来自软流圈地幔的贫硅熔体与岩石圈地幔中富斜方辉石而贫单斜辉石的方辉橄榄岩反应，能够形成单斜辉石发育的二辉橄榄岩、辉石岩。因此，硅酸盐熔体与地幔岩石反应可以导致克拉通岩石圈地幔由难熔型向饱满型的演化。 此外，在部分实验产物中发现了具筛状结构石榴子石的生成，证明硅酸盐熔体与地幔岩石（矿物）反应也可以形成含石英的筛状石榴子石，因此高压变质岩中的含石英/柯石英的筛状石榴子石有可能是地幔环境下熔体与岩石反应的产物。筛状石榴子石中石英向柯石英转变的条件与纯石英体系不同，利用石英-柯石英相变线估计高压变质岩的温度压力条件时要考虑体系组成的影响。 |
| 学科主题 | 地球深部物质与流体作用地球化学 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2016-12-26 |
| 源URL | [http://ir.gyig.ac.cn:8080/handle/352002/5895]  |
| 专题 | 地球化学研究所_研究生_研究生_学位论文 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 王明梁. 硅酸盐熔体与地幔岩石（矿物）反应的实验研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2014. |
入库方式： OAI收割
来源：地球化学研究所
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