高温高压条件下泥质岩变质脱水作用的实验研究

泥质岩是地球上广泛分布的一种表壳沉积岩石，与上地壳平均化学组成接近，是俯冲带沉积物的典型代表。本文以赣北双桥山群泥质板岩为主要研究对象，对泥质岩（KFMASH体系）进行了热力学计算、高压差热（HP－DTA）和榴辉岩相温压条件下变质脱水作用的实验研究。研究结果表明，俯冲沉积物在冷、热俯冲带其变质脱水作用的深度范围分别是95～155 km 和48～84 km。泥质岩经历了一个区域进变质作用过程。该过程可以被分为三个阶段：① 绿泥石变质脱水阶段；② 角闪石、白云母变质脱水阶段；③ 黑云母变质脱水阶段。在各阶段中，随含水矿物的变质脱水作用不断进行，流体被逐渐从体系中释放出来。最后以黑云母的消失为标志，指示了泥质岩体系变质脱水作用的结束。在俯冲带深部温度压力条件下，泥质岩所释放出的流体以富集Cu、Pb、Nd、Ba等流体活动性元素为主要特征。俯冲带沉积物（岩）在进入到俯冲带深部前，受海水浸染而富集Cl，这导致其在俯冲带深部变质脱水过程中，所释放出的流体中富集Cu、Pb、Rb、Sr、Cs、La、Ba、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu等微量元素。而未受到海水浸染或浸染程度较弱俯冲带沉积物，在俯冲带变质脱水过程中所释放出的变质流体中，上述微量元素的富集程度则相对较弱。