大别—苏鲁造山带榴辉岩的碳同位素地球化学研究.pdf

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安 徽 地 质
年 ／ 第 卷 第 期
文章编号 ：— 一—
大别一苏鲁造山带榴辉岩
的碳同位素地球化学研究 ★
郑永飞，李一良，龚冰
中国科学技术大学地球和空间科学系化学地球动力学研究实验室．安徽 合肥
摘要：应用—连线技术，对大别山东部和苏鲁地体南部超高压变质榴辉岩及其中的磷灰石
进行了碳的含量和同往素分析。结果得到，榴辉岩全岩的”值变化较大一．‰至．‰，而所
含磷灰石中结构碳酸根的】值变化较小并显著亏损”一．‰至一．‰。部分榴辉岩具有高
的全岩】值，指示其形成后受到过含，流体的退化蚀变。低的磷灰石”值指示，榴辉岩中含有
地表有机碳，因此证明这些榴辉岩的原岩曾出露过地表。在超高压变质阶段存在以亏损”为特征的含
，流体。
关键词：地表碳；碳同位素；磷灰石；榴辉岩；造山带；大别一苏鲁
中国分类号：’． 文献标识码：
中国东部大别一苏鲁造山带榴辉岩中柯石英和金刚石的发现表明，大陆地壳物质可以俯冲
到大于 的地幔深度经受超高压变质作用。已经对这些榴辉岩中的单矿物进行了大量的
氢氧同位素研究，结果发现，不仅含柯石英榴辉岩出现局部氧同位素负异常 埔一‰，
而且区域上存在氧同位素分布不均一性 他一‰ 一％。前者要求榴辉岩原岩在变
质前经历过大气降水热液蚀变，说明俯冲板块具有大陆地壳特点；后者反映扬子板块具有快速
俯冲变质的特征，否则将达到同位素均一化。在超高压大理岩中发现碳同位素正异常
‰ 一‰，指示其原岩石灰岩的沉积环境为大陆边缘封闭盆地。榴辉岩氧同位
索负异常和大理岩碳同位素正异常的保存指示，这些超高压岩石与地幔之间没有发生显著的
化学相互作用。因此，载有榴辉岩和大理岩原岩的板块俯冲到 多公里深的地幔内部时。超
高压岩石形成后在地幔中的滞留时间很短，以致于它们与地幔之间的氧碳同位素交
换没有达到再平衡。这些结果首次从地球化学角度证明了大陆板块俯冲一超高压变质一折返
过程的“油炸冰淇淋模型”。
由于地表有机碳的 ”值 一‰显著不同于沉积碳酸盐岩 ±％和地幔碳
一±％，因此碳同位素分析能够对超高压岩石形成和出露期间所经历的不同化学地球动
力学过程予以强有力的示踪。本文报道了我们对大别山东部和苏鲁地体南部两地超高压变质
榴辉岩及其中磷灰石的碳同位素分析结果。
地质概况和样品
研究样品采自大别山东部安徽省潜山县双河、太湖县黄镇和石马地区。苏鲁地体南部江苏
省东海县青龙山、杜常沟和孟中地区。对这些地区的榴辉岩及其围岩前人进行了详细的地质地
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