榴辉岩部分熔融过程中钒分配系数的实验测定

作者：阮梦飞; 王锦团; 李立; 熊小林^*

来源：大地构造与成矿学, 2020, 44(03): 514-526.

DOI：10.16539/j.ddgzyckx.2020.03.014

• 榴辉岩部分熔融
• V的分配系数
• 氧逸度

钒(V)是常见的变价元素,其在矿物-熔体间的分配行为主要受氧逸度控制。近年来, V的分配行为与氧逸度之间的关系常被用于揭示地幔的氧化还原状态。板块俯冲过程中, V能否迁移是理解俯冲带V地球化学行为的关键环节,也是探讨俯冲带地幔楔氧逸度的重要前提。本文使用活塞圆筒装置模拟含水榴辉岩部分熔融过程,测定石榴子石、单斜辉石和金红石与熔体之间V的分配系数。实验压力为2.5GPa、温度介于900～1125℃之间,实验产物计算的氧逸度ΔFMQ介于-5.24～+0.74之间,实验结果表明V在石榴子石、单斜辉石和金红石中为相容元素(矿物/熔体分配系数D>1.0),并且DV(金红石)>DV(单斜辉石)>DV(石榴子石); V的分配系数也是氧逸度、温度和熔体聚合度的函数,随氧逸度和温度的增加,石榴子石、单斜辉石和金红石的V分配系数都减小,而随着熔体聚合程度的增加, V分配系数增大。模拟结果表明在榴辉岩部分熔融过程中熔体将显著亏损V,因此, V在榴辉岩(俯冲带洋中脊玄武岩)部分熔融过程中是不运移的;而板块俯冲过程中,榴辉岩部分熔融产生的熔体交代地幔楔不能明显改变地幔的V含量, V在地幔矿物和熔体间的分配行为可用来监测地幔氧逸度。

• 单位
  中国科学院广州地球化学研究所; 同位素地球化学国家重点实验室; 中国科学院大学