不同岩石-水体系水饱和固相线温压数据

开展天然岩石样品的地质温压计研究，精确重建碰撞造山带高压、超高压变质岩变质演化(P-T-t)轨迹对约束超临界流体的形成条件，揭示俯冲带超临界流体的形成和演化具有重要意义。热力学相平衡模拟结合副矿物原位定年以及微量元素分析近年来成为恢复高压/超高压变质岩P-T-t轨迹的普遍方法。地壳岩石部分熔融的物理化学机制主要有两种，一是脱水熔融，通过含水矿物分解实现，没有自由水加入体系；二是加水熔融，有自由水加入体系，可以有含水矿物参与。
我们选取全球典型的大陆碰撞造山带（喜马拉雅造山带和桐柏造山带）成分结构均一的变泥质岩、片麻岩(长英质)以及榴辉岩（镁铁质）为研究对象，通过岩石学和热力学相平衡模拟计算等方法，限定不同岩石体系水饱和固相线出现的理论温压条件。研究结果表明，喜马拉雅混合岩经历了不同的白云母部分熔融反应，包括加水熔融和脱水熔融。这一结果与层状脱水熔融模型相符，并可以解释新生代以来喜马拉雅造山带规模宏大的混合岩、淡色花岗岩组合。该成果发表在国际地质学权威期刊Lithos和Chemical Geology上。
我们通过岩相学观察、相平衡模拟、多平衡温压计以及金红石的Zr温度计的研究表明，桐柏榴辉岩经历了顺时针的变质演化轨迹。进变质升温升压使岩石经历峰期榴辉岩相变质作用，其条件约为590℃/27 kbar，随后在折返阶段经历了两阶段近等温减压的变质演化轨迹，分别为早期的角闪石榴辉岩相，其压力约为10-15 kbar以及晚期的角闪岩相，其压力<10 kbar。该成果2021年发表在国际变质地质学杂志Journal of Metamorphic Geology上。
数据内容包括喜马拉雅造山带混合岩全岩以及矿物主量元素成分数据，视剖面温压计以及矿物对温压计计算数据，综合限定的发生水饱和熔融的温度和压力数据。桐柏造山带长英质和镁铁质岩石体全岩主量元素成分，热力学相平衡模拟获得的不同岩石体系的温压视剖面图及水饱和固相线出现的温度压力条件数据，岩石成分的变化对水饱和固相线出现的温压条件的影响。