论文摘要
俯冲带是连接地表碳循环和深部碳循环的重要纽带,地表碳主要通过俯冲作用以各种含碳相岩石被带入深部地幔。越来越多的研究表明碳酸盐矿物在俯冲带中可以通过变质反应、流体溶解作用和熔融作用活化脱出俯冲板块,然后通过火山作用或去气作用循环到地表。然而对于这些从俯冲板片脱出的含碳流体的迁移演化过程却不是很清楚。本文首次在西南天山高压-超高压带中的碳酸盐化榴辉岩中发现了富石墨的榴辉岩脉体。石墨的高结晶度特征以及含石墨流体包裹体的发现表明石墨为流体沉淀成因。相平衡模拟表明围岩碳酸盐化榴辉岩经历了降压升温的折返退变质作用（从26.5 kbar,487℃到20.6 kbar, 565℃）;在折返退变质作用过程中,围岩碳酸盐化榴辉岩可以释放0.92-2.03 wt%的CO2 （每100 g岩石可以释放0.25-0.55 g C）。质量平衡计算表明,这些释放的含碳流体足够提供形成石墨脉所需的碳源。结合岩相学及同位素地球化学数据,可以推断出这些石墨是在还原环境下从碳酸盐化榴辉岩中释放的含碳流体中结晶沉淀形成的;氧化还原反应为:FeO （来源于石榴石、绿辉石或蓝闪石）+FeS+（H2O+CO2）（来源于硬柱石和白云石）→Fe2O3 （赋存于帘石、钙铁榴石和赤铁矿）+C （石墨）+SO42-+HCO3-+CO32-。富余的含碳流体可以从碳酸盐化榴辉岩单元中释放出去,可能为西南天山榴辉岩中发现的高压变质碳酸盐脉体提供Si、Ca、Al、C等元素来源[1,2]。本文研究表明,从碳酸盐化榴辉岩中释放的含碳流体不会全部直接迁移进入上覆地幔楔;流体迁移过程中,在适当的氧化还原条件下,还有一部分碳会通过水-岩相互作用以石墨或碳酸盐的形式重新沉淀下来,这对于俯冲带的碳通量计算具有重要的影响,需要进一步的研究工作定量估算这一过程对全球俯冲带深部碳循环的影响。
论文目录
文章来源
类型: 国内会议
作者: 朱建江,张立飞,陶仁彪,费英伟
关键词: 俯冲带,碳循环,石墨,碳酸盐化榴辉岩,西南天山
来源: 2019年中国地球科学联合学术年会 2019-10-27
年度: 2019
分类: 基础科学
专业: 地质学,地质学
单位: 中国地质科学院地质研究所,北京大学地球与空间科学学院,华盛顿卡耐基研究所
分类号: P588.1;P542
DOI: 10.26914/c.cnkihy.2019.065679
页码: 67
总页数: 1
文件大小: 202k
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