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俯冲蛇纹岩中,反戈石水镁石对橄榄石反应

前言

由反戈石+水镁石反应形成的变质橄榄石广泛存在于蛇纹石中,蛇纹石在采尔马特的冰川抛光露头中出现。

橄榄石过度生长在海底蛇纹石化过程中形成的遗物磁铁矿网纹理。蛇纹石化与镁铁质堤坝的啮齿化有关。变质橄榄石与磁铁矿共存,镁含量高,微量元素含量低。

蛇纹石内成片状橄榄石的出现模仿了水镁石的前一种异质分布,而含橄榄石的矿脉和剪切带网络记录了橄榄石形成反应产生的逸出流体的途径。

蛇纹岩很少或没有斜辉石,表明它们来自经历了显著熔融消耗的水合哈茨堡地幔。镁的富集和硅的消耗导致海底蚀变过程中水镁石的形成,这是后来俯冲相关的橄榄石形成和流体释放的先决条件。

采尔马特-萨斯中计算出的块状岩石水镁石含量与平均IODP蛇纹石含量的比较表明,橄榄石形成过程中流体释放存在很大变化。

水合元橄榄岩

蛇纹岩被认为是俯冲带水运的最重要来源。蛇纹石中分解反应时释放的流体被认为是岛弧岩浆作用的原因,并且有可能将水从水镁石和反戈石等含水矿物转移到名义上无水的矿物。

高压反戈石分解反应最早是在元橄榄岩透镜中,在反戈石分解过程中,根据块状岩石成分,反钙镁石+水镁石和绿泥石反应释放2至3%水。

水镁石在水合元橄榄岩中的岩石学重要性首先在Bowen和Tuttle的实验研究中进行了研究。在环太平洋造山山带的被遮蔽的部分蛇纹石化地幔岩中显示出它的存在。

水镁石含量由橄榄石-正辉石的模态比控制,由母超基性岩的Si和镁比控制。反戈石+水镁石的反应在地球动力学模型中通常代表性不足,并且经常被忽视。

从这种反应中鉴定变质橄榄石是困难的,因为它经常与遗物地幔橄榄石共存。主要和次要元素特征被证明是这种类型的橄榄石所独有的。

地质环境

采尔马特-萨斯高压蛇绿岩属于瑞士和意大利交界处西阿尔卑斯山的南彭尼尼克纳普烟囱系统。它将由大陆碎片组成的上覆的奥地利高山与代表来自欧洲大陆边缘的基底碎片的亚得里亚海地壳分开。

蛇纹岩中的元基铁质岩脉丰富,最突出的是水镁岩。由于采尔马特地区的蛇纹岩南部位于高海拔,大部分被冰川覆盖。在过去的几十年里,冰川退缩在高海拔地区发现了新的露头。

构造岩叶被几厘米厚和几米长的变质辉石岩堤横切,周围环绕着富含橄榄石和磁铁矿但贫乏铬铁矿的光晕。偶尔,在元堤内部保存着遗迹辉石。

最突出的是由表铁矿、富含钙铝榴石、透辉石和钛矿组成的变质岩,啮齿石被绿泥石黑壁包围,有少量磁铁矿和稀有钙钛矿。由钛球粒石组成的丰度较低的红棕色矿脉几乎垂直于变质岩和偏辉石。

这些矿脉和啮齿石是相互横切的,即在某些地方,啮齿石横切富含钛的矿脉,而在其他地方,富含钛的矿脉横切啮齿石。两者都切割构造岩叶子,并在阿尔卑斯山蛇纹石糜金质化强烈的地区种植。

海洋蛇纹石化

构造岩叶状和未变形的蛇纹岩也被与碳酸盐相关的浅绿色蛇纹石组成的脉络横切。地幔橄榄石的蛇纹石化涉及形成由充满蛇纹石矿物和水镁石的磁铁矿多边形组成的特征网格纹理。

在变形最小的岩石中,磁铁矿多边形在无橄榄石和含橄榄石的蛇纹岩中都保存完好。网状纹理经常伴随着高达毫米宽的磁铁矿脉,通常被解释为水性流体的管道。

没有磁铁矿网格纹理的反辉石域被解释为源自以前的正辉石。地幔铬尖晶石的水合涉及形成两个不同的轮辋。第一个由含有绿泥石内含物的铬磁铁矿组成,这些内含物被后来的磁铁矿包围。

在蛇纹石化过程中,钙变质作用将玄武岩堤坝转变为啮齿石。在蛇纹石中,钙迁移率表现为红榴石和透辉石与铬磁铁矿和磁铁矿的相互生长。

橄榄石广泛存在于蛇纹岩中,在最近冰川退缩的非常新鲜的露头中表现为较深的阴影或在暴露时间较长的露头中具有橙色风化颜色。

铬尖晶石岩芯是蛇纹岩中地幔原石的唯一遗物。根据它们的组成,采尔马特样品在枯竭的深海橄榄岩领域绘制了图。大多数斜辉石是在减压熔化过程中在采尔马特-萨斯蛇纹岩中提取的。

蛇纹岩的大量岩石数据支持这一点,这些数据以Al为单位显示范围,重量从0.6到2.6%,与枯竭的地幔起源一致。

采尔马特-萨斯蛇纹岩来自地幔部分,该地幔部分可能比马伦科和埃罗托比奥挖掘的次大陆岩石圈地幔部分更接近实际的扩散中心。

蛇纹石化过程中的磁铁矿和水镁石形成

枯竭的橄榄岩在开始蛇纹石化的海底附近被挖掘出来。在海底水化过程中,橄榄石蛇纹岩中的大型遗物铬尖晶石部分重结晶为铬-磁铁矿边缘包括许多亚微米大小的亚氯酸盐。

在峰值变质边缘之前形成的近乎纯的海洋磁铁矿是否无法推断,但由于磁铁矿网格多边形的存在,也不能排除。磁铁矿网多边形,如果以橄榄石内含物的形式存在,是地幔橄榄石水合的直接证明。

磁铁矿的高模态比例可以通过蛇纹石化°C的高温来解释,蛇纹石化可能不是直接发生在海底,而是发生在海洋岩石圈的更深层次。表明在-°C下高温蛇纹石化。

采尔马特同一地区的蛇纹岩块状岩石综合分析,是水镁石规范的,因为Si和镁比率低于纯反戈石。它在蛇纹石化过程中水镁石与磁铁矿的产量具有重要的杠杆作用。磁铁矿越多,形成的水镁石就越少。

水镁石的形成发生在海水与橄榄岩的相互作用过程中。这个过程在文献中引起了很多


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