区域变质作用中的流体

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1、第+卷第"期地学前缘（中国地质大学，北京）V;@W+X;W"&##%年.月J89KL5HA7MH7N9;MKA79O（3LAM8PMAQ79OAKR;SC7;OHA7MH7O，T7AUAM=）576W&##%!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!区域变质作用中的流体游振东，钟增球，周汉文（中国地质大学地球科学学院，湖北武汉!"##$!）摘要：区域变质条件下流体的流动有!种标志（：%）细脉；（&）岩石学；（"）稳定同位素；（!）常量元素的交代作

2、用。不同级别的区域变质作用中，流体影响着岩石的变质反应和变形；在高级变质的情况下甚至有熔体出现。在超高压变质条件下，流体量比地壳范围区域变质要少得多，从大别山超高压变质带的资料可知，流体的演化有明显的阶段性，局部曾发现熔融包裹体。水流体的介入，引起岩石的退变质和元素地球化学变异，是超高压变质岩抬升、进入中下地壳的产物。新近的实验岩石学成果说明，多硅白云母、角闪石等含羟基的矿物，在俯冲达%##’(以下依然稳定，而一些花岗岩体系在超高压的条件下产生的超临界流体，乃是花岗岩、片麻岩只能部分保留超高压矿物组合的原因。关键词：变质作用

3、；流体；超高压变质；超临界流体中图分类号：)*%；)*++,"文献标识码：-文章编号：%##*&"&（%&##%）#"#%*$#+在区域变质作用中，流体的作用表现在如下几个代作用。方面：（%）流体压力影响着脱水和熔融反应的温度；!"!流体流动的矿物细脉证据（&）在1&232&混合的情况下，流体的成分影响着脱在变质岩区石英脉到处可见，它们是流体在地壳气作用的温度；（"）流体控制着脉体矿物的堆积并能中流动的正面证据。矿物细脉说明岩石中的裂隙具影响岩石中常量、微量和同位素的含量；（!）流体能改渗透性，通过细脉传输的流体量是巨大的。

4、估算流经变岩石的氧化还原状态；（*）流体能在地壳中传输热细脉流体数量的一个办法就是质量平衡计算。5A2&量，而且岩石的流变性直接受控于流体压力，所以变在水流体中的溶解度已有实验资料，是可知的。所形与流体压力是紧密相关的。多年来变质流体一直以，对于一给定体积的石英在脉中沉积所需要的流体是地质界关注的焦点。人们早就知道变质作用的过量是可以计算的。图%是一个!"#图解，从图中看程中水会从岩石中逃逸出去，最简单的例子如夕线石出：在*##B、#,*C)8的条件下，一个与石英处于平钾长石片麻岩含1&2（质量分数）低于%4，而它的原衡的流

5、体，大约有%#D#,+*E#,%!(;@FG的5A2，即每&岩，泥岩含1&2（质量分数）可高于%#4。但是，对于G12沉积"H("的5A2。假使全部5A2以石英的形&&&流体在变质作用中的行为却莫衷一是。本文的目的"式在流体中沉淀，则每H(的石英需要"""(G的溶在于评介变质作用中流体岩石相互作用的各种方式，液。不过这个数值必然是最小估计值，因为这里假设并试图运用这些观点来考察变质带，包括超高压变质的是能够沉积的5A2&的上限。据图%可知，5A2&在水带的演化。溶液中的浓度随!、#的增高而增加。因此，流体沿裂隙上升接近地表时

6、有利于石英的沉淀。如果温度、%变质作用中流体的流动压力梯度和在这些梯度下的石英溶解度的变化为已知，则一个脉中经流体而沉淀出的石英的体积便可以［%，&］曾经总结5678（9%.."）和:;<=><(?@7（%.+.）计算。据估算，为要获得%H(厚的石英脉，就得需要过区域变质作用中流体流动的主要证据，它们是矿物."0#,""I%#H(E#,""I%#G的1&2。由此可见，在变细脉、变质反应的进行、稳定同位素和常量元素的交［%］质作用的过程中是需要大量水的。收稿日期：&##%#$"#!"#流体流动的岩石学证据基金项目：国家重点基础

7、研究发展规划资助项目（%.../#$**/#0）在变质的沉积岩和火成岩中均可觉察流体流动作者简介：游振东（%.&+—），男，教授，博士生导师，岩石学专业。的证迹。岩石学的优点在于它能获得颗粒边界的或!GN游振东，钟增球，周汉文C地学前缘（V)-*+"?#,1?,5-01*#,-/）%EE!，N（4）保留锁定在矿物的反应位上。然而对于渗入驱动的反应，则显示有大的!!N$的变化。其大小受渗入流体与寄主岩之间的同位素达到相互平衡的程度所控制。稳定同位素分析可以检验5,--K的模型。岩石中测得的!!N$大于用大孔洞和裂隙平衡模型所预

8、计的值时，就有理由认为属于渗入驱动的脱气反应。从逻辑意义上说，同位素的检查是必要的但并非是充足的。如果渗入的流体已经与岩石达到同位素平衡，则无从留下证据。在封闭体系或所谓单纯的M)K&,#’+蒸馏作用中，形成的变斑晶、同位素的变化必然很小。如果像石榴石这样的变斑晶同位素环带显示出与封闭体系