大洋岩石圈板块俯冲构造背景下流体的地质作用

徐婕，翟世奎*，于增慧，王轲，张侠

( 1.中国海洋大学 海洋地球科学学院，山东 青岛 266100；2.海洋科学与探测技术教育部重点实验室，山东 青岛 266100)

1 引言

地幔中存在着大量的“水”（存在形式：H2O、H+和（HO）−）已是不争的事实，这些“水”既可以以流体或熔体的形式存在，又可以存在于含水矿物、名义上的无水矿物（Nominally Anhydrous Minerals，NAMs）和致密含水镁硅酸盐（Dense Hydrous Mg-Silicates，DHMS）中，对地幔中发生的诸多地质作用过程都有着重要的影响。洋−洋和洋−陆俯冲带是水化了的大洋岩石圈板块俯冲进入地球深处的关键部位，也是壳幔相互作用的重要地带，构成了特有的大洋岩石圈板块俯冲构造环境。Tatsumi和Takahashi[1]提出了“俯冲加工厂”（Subduction Factory）的概念，大洋沉积物、洋壳及蛇纹石化的上地幔以及它们所携带的海水是“俯冲加工厂”的“原料”，它们在俯冲过程中发生一系列的物理化学反应，这些“加工过程”是地球系统的重要过程。“原料”中的流体一方面因降低物质熔点而导致地幔物质部分熔融[2−3]，产生的岩浆上涌、喷发形成了火山岛弧，并对成矿产生了重要影响；另一方面，“原料”将部分水、碳等组分从地球表层带入了地球内部，实现了地球圈层间的物质循环[4−5]。另外，流体还可以改变俯冲板块及其上覆地幔的结构与构造，从而引发地震等地质灾害[6–7]。因此，俯冲带不单是火山活动带、地球物质循环带，还是全球矿化带、构造活跃带，流体在“俯冲加工厂”中扮演着至关重要的角色。研究流体与俯冲带重大地质现象和过程之间的联系已成为发展新地球科学理论的潜在生长点。……