地球深部的不混溶金属熔体:来自火山岩中碳硅石的记录（英文）

作者：黄金香^*; 熊庆; Sarah E.M.Gain; William L.Griffin; Timothy D.Murphy; Andrei A.Shiryaev; 李立武; Vered Toledo; Mikhail D.Tomshin; Suzanne Y.O'Reilly

来源：Science Bulletin, 2020, 65(17): 1479-1488.

碳硅石(SiC)以捕掳晶形式产于玄武质和金伯利质岩石中,为揭示深部地幔的C-H-O相互作用提供了新的窗口.碳硅石仅能稳定于氧逸度(fO2)<?IW-6的条件,而岩石圈地幔及相关熔体却更加氧化.本研究发现玄武质火山碎屑岩和金伯利岩中的碳硅石包含由Si0+Fe3Si7±FeSi2Ti±CaSi2Al2±FeSi2Al3±CaSi2构成的金属包裹体,其形态特征表明它们是捕获的熔体.碳硅石还包含具有结晶学取向且附存H2+CH4±CO2±CO的气体空洞.这些观察表明碳硅石结晶于含有还原性C-H-O组分的金属熔体(Si-Fe-Ti-C±Al±Ca),富集于岩石圈-软流圈、地壳-地幔这样的界面.当镁铁质-超镁铁质岩浆被持续注入H2+CH4时,岩浆逐步被还原,直至硅化物熔体不混溶分离并结晶出碳硅石.碳硅石产于不同构造环境的幔源火山岩,表明来自深部的H2+CH4可能伴随火山作用被传输至岩石圈,并改变局部岩石圈地幔的氧化还原状态.这种氧逸度的不均一性能够影响地幔熔融等地球化学过程以及地震波速和黏滞度等地球物理性质.

• 单位
  地质过程与矿产资源国家重点实验室