西南天山高压变质岩中碳酸盐脉的地质意义

该申请项目以西南天山高压变质岩石中发育的碳酸盐脉体为研究对象，查明脉与主岩的产状关系；研究脉和主岩的岩相学特征、变质温压条件；通过脉和主岩C、O稳定同位素地球化学的研究，示踪CO2流体的来源；查明脉和主岩的矿物中流体包裹体的组成和性质，探讨流体的演化过程；研究各微量元素在矿物中的分布和分配，比较蓝片岩和榴辉岩地球化学性质的差异，讨论CO2流体与蓝片岩相和榴辉岩相变质作用的关系；结合前人研究结果，对比在CO2和H2O不同流体体系下，蓝片岩和榴辉岩变质过程中各地球化学元素的活动特征。.该研究对认识俯冲带深部的流体成分、碳元素的贮存形式、高压变质条件下CO2流体-岩石相互作用、含碳酸盐的榴辉岩形成机制以及其中碳的来源、全球规模碳元素的循环等科学问题具有重要意义。

研究了西南天山高压变质岩石中发育的碳酸盐脉体。多数脉体横切主岩的面理方向，与围岩呈突变接触关系；部分脉体的延伸方向与围岩片理方向平行，少量团块状脉体与围岩呈渐变过渡的关系。根据脉体及围岩的岩相学观察及矿物学研究，碳酸岩脉体形成于榴辉岩变质峰期的温压条件：T=520～550°C、P=17～18kbar。在主岩中绿辉石矿物含有大量的原生流体包裹体。流体包裹体低盐度低密度。在CO2流体体系下，流体在运移过程中可以与围岩发生不同的相互作用，造成流体负载的Ca、Cs、Rb、Ba、Th 加入进主岩，淋滤出Pb、Sr、REE，而主岩释放出含Na、K的流体。该研究对认识俯冲带碳元素的循环及含碳酸盐榴辉岩的形成具重要意义。