Oxide enrichment by syntectonic melt-rock interaction

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中文题名同构造熔体-岩石相互作用导致氧化物富集
作者Hindol Ghatak
作者单位Australian Research Council Centre of Excellence for Core to Crust Fluid Systems (CCFS) and GEMOC, School of Natural Sciences, Macquarie University, NSW 2109, Australia
2022
414
摘要
岩石富集钛铁矿等氧化物的过程具有争议性。目前的模式包括岩浆堆积、来自非混溶液体的矿脉结晶作用以及同构造分异。本文研究了大洋地壳和大陆地壳中氧化物富集实例。海洋样品是氧化物辉长岩(氧化物含量高达45 vol%),来自印度洋脊西南部亚特兰蒂斯海岸的海洋核心杂岩。大陆样品来自与澳大利亚中部大陆内艾丽斯泉造山运动相关的牛水关剪切带(氧化物含量高达20 vol %)。我们认为存在一个开放的化学系统,熔融岩石反应是熔融剪切带中氧化物富集的关键过程。详细的微观结构表征表明,氧化物取代硅酸盐并形成间隙晶粒、晶界膜和硅酸盐之间的低二面角,通常构成互连的骨架结构。定量取向数据显示,氧化物:1)内部变形有限,2)形成三维连接的颗粒团,3)具有与附近新结晶透辉石(海洋样品)晶界取向匹配的晶面,4)与黑云母(大陆样品)形成部分片理定义组合。这一证据表明,氧化物在熔体存在下结晶,并在熔体-岩石相互作用过程中形成。同构造熔体迁移已知会导致剪切带中的低应变微结构,因为变形岩石中的熔体容纳了应变。这就产生了一种高应变岩石,含有硅酸盐和氧化物矿物,内部变形有限。微化学数据显示,硅酸盐和钛铁矿中的主要元素在薄片尺度上具有可变性,这就支持了一个开放的化学系统,即在海洋和大陆环境中都具有局部可变性。它进一步论证了同构造熔体迁移在氧化物富集中的重要作用。矿物化学数据表明,海洋构造环境涉及熔体-岩石与分馏辉长岩熔体的相互作用,而大陆环境涉及过铝质花岗岩熔体驱动矿物置换和氧化物富集。我们认为,在任何构造背景下,变形促进近液相线熔体在岩石中进行反应性孔隙渗流,可能导致熔体-岩石相互作用,从而诱导氧化物优于硅酸盐结晶,随着时间积分熔体通量的增加,氧化物的积累可能很显著。

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