麻粒岩部分熔融与青藏高原下地壳低速层成因的实验研究

Partial melting of granulite and the origin of low velocity layer (LVL) in the Tibetan lower crust are critical for understanding the uplift process of the Tibetan plateau. Partial melting experiment on felsic and mafic granulite is proposed to reveal (1)at which P-T conditon partial melting would be favourable. (2)changes of melt fraction vs. pressure and temperature. (3)the chemical compositon of melt and residuel minerals. (4)the microstructure and distribution of melt and its influence on the reduction of Vp. The results will not only provide experimental constraints on the genesis of adakite and the origin of LVL, but also shed ligh on lower crustal flow in the Tibetan plateau.

下地壳麻粒岩部分熔融和低速层的成因是研究青藏隆升机制和动力学过程需要回答的重要科学问题。本项目拟以先进的高温高压实验技术开展长英质和基性两种麻粒岩的部分熔融实验研究，获得在青藏高原加厚下地壳极端条件下麻粒岩发生部分熔融的条件、熔体比例、熔体和残留体成分、熔体结构和分布特征及其对下地壳地震波衰减的影响。从而为该地区中-新生代岩浆岩和下地壳低速层的成因机制提供高温高压实验方面的定量依据，同时也为建立青藏高原中-下地壳流动和演化模式提供实验约束。

为了探讨下地壳岩石部分熔融与青藏广泛分布的中新世埃达克质岩石，尤其是含矿斑岩的成因联系，以及与青藏高原下地壳高导低速层的成因机制，本项目开展了基性麻粒岩和含硫辉长岩的部分熔融实验。研究结果显示，具有下地壳平均化学组成的岩石（麻粒岩、榴辉岩或辉长岩）在青藏高原加厚地壳环境下岩石发生部分熔融主要受角闪石脱水分解控制，发生部分熔融的温压条件正好对应下地壳顶部50 km至下地壳底部70-80 km 深部。因此，下地壳岩石部分熔融产生的埃达克质熔体可能形成青藏高原下地壳低速高导异常。下地壳熔融产生英安质熔体，具有低Na2O+K2O、高Sr低Y等特征，熔融残余为石榴辉石岩。含硫辉长岩部分熔融实验显示，熔体中S含量随氧逸度增加呈现先降低后增加的趋势，压力升高时硫化物趋向于在更高的氧逸度（>ΔNNO+3）条件下稳定。上述结果表明，含矿斑岩不能仅仅由加厚下地壳部分熔融产生，同样的单纯依靠升高源区氧逸度从而破坏硫化物导致含矿元素的释放对形成大型－超大型斑岩矿床作用也十分有限。因此，来自地幔的富水熔流体以及由此导致的下地壳岩石饱水熔融可能在形成含矿斑岩过程中发挥至关重要的作用。