收藏本站
《中国科学技术大学》 2006年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

大别山超高压榴辉岩中的水

盛英明  
【摘要】:高压-超高压变质流体的示踪一直是地学界关注的焦点和前沿领域,也一直是大陆造山带动力学研究的薄弱环节,大陆板块深俯冲到一定深度后(~90-110 km),即使没有含水矿物的存在,超高压岩石中的名义上无水矿物(nominally anhydrous minerals,简为NAMs,即理想化学式中不含H的矿物,如石榴石、辉石、金红石等)仍然可以携带一定量的水,成为俯冲板块中水的重要载体,是示踪超高压变质流体的重要途径。 本文以大别山地区典型的超高压榴辉岩为主要研究对象,选取了一些典型产地:南大别超高压变质带的碧溪岭、双河、五庙、毛屋、新店、三祖寺和北大别变质杂岩带的黄尾、百丈崖以及宿松低温变质杂岩带的黄镇等地的~70个新鲜榴辉岩样品,运用显微傅立叶变换红外光谱(FTIR)和电子探针(EMP)技术详细观察了榴辉岩的主要构成矿物(石榴石、绿辉石、金红石等NAMs)中结构水的存在与否、可能的赋存方式以及水含量在不同尺度上的分布情况,近2000个FTIR光谱分析点的结果发现这些矿物中都含有或多或少的以缺陷形式存在的结构水,这些微量水的存在必然对整个变质体系的物理化学性质产生显著的影响。 在典型的OH红外吸收区域(3000-3800cm~(-1)),石榴石的吸收峰出现在3610-3630 cm~(-1)、3560-3580cm~(-1)和3400-3420 cm~(-1),前两组峰对应OH形式存在的结构水,而3400-3420 cm~(-1)峰可能是由显微流体包裹体中的H_2O造成的,结构OH含量与主要化学组成之间不存在任何相关性,表明主要元素不是控制石榴石容纳OH的主要因素,与典型水合钙铝榴石的红外光谱的比较发现,SiO_4~(4-)-(O_4H_4)~(4-)取代可能是最主要的赋存方式。石榴石的水含量(表示为H_2O wt.,下同)范围为14-1915 ppm,多数集中在200-800 ppm,而南大别和北大别石榴石水含量的变化范围基本一致。绿辉石的OH吸收峰出现在~3450 cm~(-1)、~3520 cm~(-1)和~3620 cm~(-1),都是结构OH,结构水含量与M2空位含量表现出大致的正相关,因此主要的取代方式可能是OH占据O2氧离子位置并直接指向M2空位。绿辉石的结构水含量的变化范围为115-695 ppm,黄镇低温榴辉岩中绿辉石的水含量总体上要高于南大别。金红石的OH吸收峰以3280 cm~(-1)和3295 cm)(-1)为主,个别颗粒出现~3360 cm~(-1)较弱且宽的峰,结构水同样以OH的形式赋存,Ti~(3+)+H~+-Ti~4和Fe~(3+)+H~+-Ti~(4+)取代可能是H进入金红石结构的重要方式,水含量的变化范围为161-854 ppm。由构成矿物的百分含量及其结构水含量计算的榴辉岩全岩水含量为220-750 ppm。以上结果表明即使大陆板块深俯冲到超过200 km的地幔深部,石榴石、绿辉石和金红石等NAMs仍然可以携带数百ppm的水,构成壳幔之间水循环的重要途径。 无论是石榴石、辉石还是金红石,结构水含量都表现出手标本尺度上的明显不均一性。此外,石榴石的水含量在cm尺度上表现出明显的变化。这样的不均一分布不但说明了超高压变质阶段自由流体的小尺度活动性,而且表明板块的俯冲-折返过程都是十分快速的。石榴石和绿辉石部分颗粒的水含量表现出核高边低的分布特征,暗示了板块折返的早期阶段,由于压力的骤降,导致这些矿物中的部分结构水可能会扩散出来,释放出来的水构成早期退变质流体的重要来源之一。榴辉岩中石英脉两侧的矿物水含量向脉体方向的近似递减,暗示了形成这些高压石英脉的流体可能来源于名义上无水矿物中结构水的减压出溶,与矿物颗粒水含量核高边低的分布特征所暗示的地球动力学意义是一致的。因此,通过详细观察名义上无水矿物中水含量在不同尺度上的分布特征可以为超高压变质流体活动和板块俯冲-折返动力学过程提供一定的制约条件。 采用常规分析方法(真空抽取Zn还原法)获得了大别山绿辉石的氢同位素组成为-67~-109.6‰,绿辉石的δD值落在大别-苏鲁超高压榴辉岩和片麻岩中多硅白云母(可能的超高压矿物)的δD值范围
【学位授予单位】:中国科学技术大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:P588.1

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 庄育勋,高天山,汤加富;安徽碧溪岭地区超高压变质地质演化——1∶10000填图初步总结[J];安徽地质;2000年03期
2 刘贻灿,李曙光,徐树桐,江博明,郑永飞,张宗清,江来利,陈冠宝,吴维平;大别山北部榴辉岩的Sm-Nd年龄测定及其对麻粒岩相退变质时间的制约[J];地球化学;2001年01期
3 邱华宁,J.R.Wijbrans,施和生,李发嶙;大别山碧溪岭榴辉岩450Ma年龄信息:石榴子石流体包裹体~(40)Ar-~(39)Ar定年初步结果[J];地球化学;2004年04期
4 张泽明,钟增球,游振东,胡开明;北大别木子店石榴辉石岩的麻粒岩相退变质作用[J];地球科学;2000年03期
5 刘贻灿,徐树桐,李曙光,江来利,陈冠宝,吴维平;大别山北部榴辉岩的大地构造属性及冷却史[J];地球科学;2003年01期
6 盛英明;夏群科;郝艳涛;王汝成;陈小明;;大别山双河超高压榴辉岩中的水:微区红外光谱分析[J];地球科学;2005年06期
7 肖益林,傅斌,李曙光,郑永飞;大别山碧溪岭榴辉岩变质温压条件计算及氧同位素研究[J];地球学报;1997年03期
8 夏群科,陈道公,George Rossman,支霞臣,程昊,吴元保;高压—超高压变质流体的一种重要载体:名义上的无水矿物[J];地质论评;2000年05期
9 徐树桐;江来利;刘贻灿;张勇;;大别山区(安徽部分)的构造格局和演化过程[J];地质学报;1992年01期
10 程裕淇,刘敦一,I.S.Williams,简平,庄育勋,高天山;大别山碧溪岭深色榴辉岩和片麻状花岗质岩石SHRIMP分析——晋宁期高压—超高压变质作用的同位素年代学依据[J];地质学报;2000年03期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 徐树桐;苏文;刘贻灿;江来利;;安徽大别山含金刚石高压变质岩及其矿物共生组合和变质条件[J];安徽地质;1991年01期
2 周泰禧;陈江峰;李学明;Foland.K.A.;;安徽霍舒正长岩带侵入体的~(40)Ar/~(39)Ar法同位素地质年龄[J];安徽地质;1992年01期
3 李曙光;;论华北与扬子陆块的碰撞时代——同位素年代学方法的原理及应用[J];安徽地质;1992年04期
4 刘晓春;;大别山榴辉岩的成因:原岩属性提供的证据[J];安徽地质;1992年04期
5 王瑜;;大别山北麓不同类型碳酸盐岩及其大地构造意义[J];安徽地质;1992年04期
6 邱瑞龙;董树文;;安庆地区的岩浆活动及其与构造作用的关系[J];安徽地质;1993年02期
7 刘贻灿,徐树桐,江来利,吴维平,苏文,陈冠宝;大别山北部镁铁-超镁铁质岩带的研究新进展[J];安徽地质;1999年04期
8 江来利,徐树桐,刘贻灿,吴维平,石永红,苏文;大别山石马地区超高压变质岩角闪岩相变形的Rb-Sr同位素年龄及其构造意义[J];安徽地质;2000年02期
9 郑永飞,傅斌,龚冰;大别造山带超高压变质岩稳定同位素地球化学[J];安徽地质;2000年03期
10 庄育勋,高天山,汤加富;安徽碧溪岭地区超高压变质地质演化——1∶10000填图初步总结[J];安徽地质;2000年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陆三明;徐晓春;岳书仓;;皖西南大别山国家地质公园创建对策-兼论地学景观的成因[A];2004“生态安徽”博士科技论坛论文集[C];2004年
2 Benny Chisonga;Patrick Asamoah Sakyi;;Geochemical syntheses among the cratonic,off-cratonic and orogenic garnet peridotites and their tectonic implications[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(上)[C];2012年
3 冀文斌;林伟;石永红;王清晨;褚杨;;大别山早白垩世变质核杂岩的结构与演化[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(上)[C];2012年
4 吴倩怡;;大别山碧溪岭榴辉岩相平衡模拟及温压计算[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(上)[C];2012年
5 ;Neoproterozoic zircon inheritance in eastern North China craton(China) Mesozoic igneous rocks:derivation from the Yangtze craton and tectonic implications[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(上)[C];2012年
6 李靖辉;;嵩县螃蟹沟大型钼矿床成矿特征及成矿地球动力学背景[A];河南地球科学通报2011年卷(上册)[C];2011年
7 苏文;游振东;钟增球;陈代章;郭立鹤;;榴辉岩石榴石中的水分子团:超高压变质过程中流体的证据[A];中国科学院地质与地球物理研究所2001学术论文汇编(第二卷)[C];2001年
8 李任伟;桑海清;张任祜;储著银;李双应;金福全;江茂生;;合肥盆地侏罗系沉积岩中高压-超高压变质岩物源年代学[A];中国科学院地质与地球物理研究所二○○三学术论文汇编·第四卷(油气资源)[C];2003年
9 ;Geochronology of source materials from high-pressure and ultrahigh-pressure metamorphic rocks in Jurassic sedimentary rocks of Hefei Basin[A];中国科学院地质与地球物理研究所二○○三学术论文汇编·第四卷(油气资源)[C];2003年
10 翟明国;朱日祥;刘建明;孟庆任;侯泉林;胡圣标;李忠;张宏福;刘伟;;华北东部中生代构造体制转折的关键时限[A];中国科学院地质与地球物理研究所二○○三学术论文汇编·第一卷(地球动力学)[C];2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李洪奎;沂沭断裂带构造演化与金矿成矿作用研究[D];山东科技大学;2010年
2 龚冰;TC/EA-MS在线分析矿物水含量和氢同位素技术及其在大别—苏鲁超高压变质岩的应用[D];中国科学技术大学;2010年
3 段凯波;晚三叠世至中侏罗世中扬子区陆相磨拉石前陆盆地充填序列[D];中国地质大学(北京);2011年
4 王建强;鄂尔多斯盆地南部中新生代演化—改造及盆山耦合关系[D];西北大学;2010年
5 万秋;中扬子地区二叠纪构造古地理研究[D];合肥工业大学;2011年
6 何永胜;大别造山带碰撞后花岗质岩浆作用地球化学:对去山根过程及山根结构的制约[D];中国科学技术大学;2011年
7 杨燕;名义上无水矿物中OH红外吸收系数温度依赖性和结合机理的原位变温红外光谱实验研究[D];中国科学技术大学;2011年
8 张娟;苏鲁造山带中生代岩浆岩地球化学研究[D];中国科学技术大学;2011年
9 王妍;中国东部苏北—合肥新生代大陆玄武岩地球化学研究[D];中国科学技术大学;2011年
10 戴紧根;西藏雅鲁藏布蛇绿岩带及邻区若干关键问题的研究[D];中国地质大学(北京);2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 邢翔;东秦岭—大别造山带北侧构造变形研究[D];昆明理工大学;2009年
2 王飞;西秦岭温泉钼矿床地质—地球化学特征与成矿动力学背景[D];西北大学;2011年
3 年秀清;库车坳陷东部下—中侏罗统砂岩储层流体包裹体及其构造意义研究[D];西北大学;2011年
4 李武斐;基于空间分析的商固煤田煤炭资源潜力评价研究[D];河南理工大学;2011年
5 曹勇华;青海同仁德合龙洼铜矿成矿流体特征及成矿作用研究[D];中南大学;2011年
6 刘震;西天山高压脉及主岩典型矿物电子探针分析及流体示踪意义[D];中南大学;2010年
7 李敏;南黄海千里岩隆起基底性质及动力学演化机制[D];中国海洋大学;2011年
8 刘方杰;秦岭泥盆纪凤太矿集区热水沉积金——多金属矿石建造的成矿建造分析及成矿模式研究[D];西北大学;2001年
9 冯涛;四方台镁铁—超镁铁质杂岩体的地球化学特征及其大地构造意义[D];西北大学;2002年
10 张安达;阿尔金英格利萨依超高压岩石中锆石的成因矿物学与年代学研究[D];西北大学;2003年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘贻灿,徐树桐,江来利,吴维平,苏文,陈冠宝;大别山北部镁铁-超镁铁质岩带的研究新进展[J];安徽地质;1999年04期
2 庄育勋,高天山,汤加富;安徽碧溪岭地区超高压变质地质演化——1∶10000填图初步总结[J];安徽地质;2000年03期
3 刘贻灿,徐树桐,李曙光,江来利,陈冠宝,吴维平;大别山北部鹿吐石铺含石榴子石斜长角闪岩的变质特征及Rb-Sr同位素年龄[J];安徽地质;2000年03期
4 刘贻灿,徐树桐,江来利,苏文;佛子岭群的岩石地球化学及构造环境[J];安徽地质;1996年02期
5 肖益林,李曙光;大别山石马地区榴辉岩P-T-t轨迹及其构造意义[J];大地构造与成矿学;1993年03期
6 刘贻灿,徐树桐,江来利,吴维平,苏文;大别山北部斜长角闪岩类的地球化学特征及形成构造背景[J];大地构造与成矿学;1998年04期
7 刘贻灿,徐树桐,江来利,陈冠宝,吴维平,苏文;大别山北部中酸性片麻岩的岩石地球化学特征及其古大地构造意义[J];大地构造与成矿学;1999年03期
8 庄育勋;大别山超高压变质岩组合中石榴硬玉石英岩及相关岩石的特征——陆壳成因岩石的证据[J];中国地质;1998年04期
9 ;Scientific Significance and Site-selection Researches of the First Chinese Continental Scientific Deep Drilhole[J];Continental Dynamics;1998年Z1期
10 郑永飞;Oxygen Isotope Fractionation in TiO_2 Polymorphs and Application to Geothermometry of Eclogites[J];Chinese Journal of Geochemistry;1995年01期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 邱检生;王汝成;蒋少涌;张晓琳;胡建;倪培;;中国大陆科学钻探主孔榴辉岩中石榴石和绿辉石原位激光探针分析及其成岩成矿指示意义[J];岩石学报;2007年12期
2 盛英明;夏群科;王汝成;陈小明;于慧敏;杨晓志;;大别山碧溪岭和黄镇榴辉岩中绿辉石的结构水:对原岩性质和动力学过程的制约[J];岩石学报;2004年05期
3 谢窦克,马承安,史鸿歧,蒋永材,冯锦江;大别山地区榴辉岩的特征矿物研究[J];岩矿测试;1983年02期
4 郑永飞,王峥嵘,李曙光,李龙;胶南榴辉岩矿物氧同位素平衡及其Sm-Nd年代学制约[J];地球化学;2001年01期
5 盛英明;夏群科;郝艳涛;;大别山超高压榴辉岩中金红石的微量结构水[J];岩石矿物学杂志;2007年03期
6 杨天南;东海榴辉岩的早期退变质——后成合晶的形成、特点及地质意义[J];地质学报;2001年01期
7 周秀仲;辽宁榴辉岩包体的石榴石中金云母出溶片晶的发现[J];地质学报;1996年03期
8 盛英明;夏群科;郝艳涛;王汝成;陈小明;;大别山双河超高压榴辉岩中的水:微区红外光谱分析[J];地球科学-中国地质大学学报;2005年06期
9 杨晓志;夏群科;;红外光谱测定绿辉石结构水含量的两种吸收系数之比较[J];矿物学报;2006年02期
10 吴秀玲;孟大维;韩郁菁;韦必则;杨巍然;李斗星;;秦岭-大别榴辉岩中绿辉石的显微结构特征[J];电子显微学报;1996年Z1期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 盛英明;夏群科;;大陆深俯冲过程中的水[A];2004年全国岩石学与地球动力学研讨会论文摘要集[C];2004年
2 储雪蕾;郭敬辉;范宏瑞;金成伟;;苏鲁超高压地体榴辉岩的矿物氧同位素与包裹体气体成分及地质意义[A];2004年全国岩石学与地球动力学研讨会论文摘要集[C];2004年
3 本刊编辑部;;苏北、胶南地区榴辉岩的成因[A];中国地质科学院地质研究所文集(23)[C];1992年
4 章军锋;H.W.Green;K.Bozhilov;金振民;;俯冲洋壳中等深度地震成因新机制:榴辉岩脱水[A];2004年全国岩石学与地球动力学研讨会论文摘要集[C];2004年
5 陈丹玲;孙勇;刘良;张安达;罗金海;柳小明;;柴北缘鱼卡河超高压榴辉岩的岩石学、地球化学和年代学[A];2004年全国岩石学与地球动力学研讨会论文摘要集[C];2004年
6 吴维平;徐树桐;江来利;张文兰;;大别山碧溪岭榴辉岩金红石的赋存状态和微量元素特征[A];2006年全国岩石学与地球动力学研讨会论文摘要集[C];2006年
7 娄玉行;魏春景;;西大别红安蓝闪石榴辉岩变质条件及PT轨迹初探[A];2006年全国岩石学与地球动力学研讨会论文摘要集[C];2006年
8 夏群科;盛英明;丁强;杨晓志;于慧敏;郝艳涛;;大陆深俯冲过程中水的循环:“名义上无水矿物”的信息[A];中国矿物岩石地球化学学会第十届学术年会论文集[C];2005年
9 金振民;章军锋;高山;金淑燕;刘惠芳;;榴辉岩部分熔融与拆沉和陆壳增生关系[A];2004年全国岩石学与地球动力学研讨会论文摘要集[C];2004年
10 吴维平;江来利;徐树桐;张勇;余小俭;刘贻灿;陈冠宝;;大别山东北部桐城陶冲地区榴辉岩的岩石学及地球化学特征[A];2004年全国岩石学与地球动力学研讨会论文摘要集[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 刘坤;石榴石传奇[N];中国矿业报;2004年
2 钟华邦;石榴石的特征及选购[N];中国矿业报;2005年
3 代群熊润频;中国科大:少年班将长期坚持,但不推广[N];新华每日电讯;2008年
4 本报记者 李陈续;创新:建设一流大学的原动力[N];光明日报;2003年
5 记者 刘蓓蓓;“两弹一星功勋”郭永怀力学遗著出版[N];中国新闻出版报;2008年
6 本报记者 刘莉;叶凯:专注成就事业[N];科技日报;2006年
7 本报记者 仇方迎通讯员 胡胜友;“科大现象”的文化思考[N];科技日报;2007年
8 王汝;石榴石的神秘力量[N];中国矿业报;2004年
9 王卉;王志珍:知常守朴 自得其乐[N];人民日报海外版;2006年
10 孙闻;“引用榜”清华居首 “收录榜”浙大称雄[N];人民日报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 盛英明;大别山超高压榴辉岩中的水[D];中国科学技术大学;2006年
2 章军峰;榴辉岩高温高压变形实验研究[D];中国地质大学;2004年
3 苏伟;光响应聚合物囊泡的制备与性质研究[D];中国科学技术大学;2007年
4 陈仁旭;深俯冲陆壳地球化学性质与折返过程中流体活动:来自苏鲁造山带中国大陆科学钻探主孔样品的研究结果[D];中国科学技术大学;2009年
5 陈振宇;中国大陆科学钻探(CCSD)及苏北超高压变质带中的副矿物研究及其地质意义[D];中国地质科学院;2008年
6 杨晓志;中国东部下地壳麻粒岩矿物的水含量和H-O-Li同位素组成[D];中国科学技术大学;2008年
7 胡俊涛;ZnO、ZnS纳米材料的制备和发光特性研究[D];中国科学技术大学;2006年
8 戴雪龙;PET探测器神经网络定位方法研究[D];中国科学技术大学;2006年
9 朱永春;水、醇体系合成金属Ni、Co纳米材料[D];中国科学技术大学;2006年
10 钱海生;碳、硅基功能纳米纤维的模板合成与性能研究[D];中国科学技术大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 徐薇;大别—苏鲁榴辉岩中名义上无水矿物的结构水研究[D];中国地质大学;2007年
2 赵旭东;中国大陆科学钻探工程主孔超高压岩石中名义上无水矿物的结构水研究[D];中国地质科学院;2007年
3 石超;超高压变质过程中的元素地球化学行为[D];中国地质科学院;2008年
4 张金凤;中国大陆科学钻探工程(CCSD)主孔2000-3000m超高压变质岩岩石学[D];中国地质科学院;2006年
5 蔡志慧;北苏鲁荣成地区超高压变质带的形成与折返动力学[D];中国地质科学院;2007年
6 董锋;大别—苏鲁造山带超高压变质岩和镁铁质岩浆岩的Pb同位素地球化学[D];中国科学技术大学;2006年
7 郝艳涛;安徽女山和河北汉诺坝橄榄岩包体的含水性研究[D];中国科学技术大学;2006年
8 初航;大别山东段江岭地区云母片岩的相平衡研究[D];中国地质大学(北京);2008年
9 于胜尧;北祁连俯冲—增生杂岩的组成及变质变形历史[D];中国地质科学院;2007年
10 周开富;中国大陆科学钻探工程主孔3000-3500米片麻岩的地球化学性质及其成因机制[D];中国地质科学院;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026