弧下地幔（sub-arc mantle）的地球化學(xué)過(guò)程控制著島弧巖漿的成分以及相關(guān)島弧礦床的形成。全球來(lái)看，弧下地幔的氧化性要比MORB更高，因此高氧逸度島弧巖漿也是形成島弧斑巖礦床的重要控制因素之一，這一高氧化性特征被普遍認(rèn)為是俯沖帶釋放的氧化物質(zhì)被源源不斷地帶入到上覆地幔楔的結(jié)果。但是也有研究認(rèn)為原始地幔巖漿并不比MORB高，俯沖帶釋放的流體或者熔體并非特別氧化。因此進(jìn)一步研究俯沖板片的氧化還原狀態(tài)及其相關(guān)演化過(guò)程有著重要的意義。
中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所固體礦產(chǎn)資源研究室陸緣演化與流體成礦學(xué)科組博士后李繼磊及合作者通過(guò)對(duì)西南天山高壓‐超高壓變質(zhì)帶中榴輝巖、藍(lán)片巖、云母片巖及多類脈體中的硫化物及相關(guān)氧化物的分布狀態(tài)和相互關(guān)系的巖相學(xué)進(jìn)行詳細(xì)研究，推斷出俯沖洋殼的氧化還原狀態(tài)及其演化過(guò)程。這些高壓巖石中的硫化物主要為黃鐵礦，含少量磁黃鐵礦、黃銅礦、斑銅礦、輝鉬礦和閃鋅礦等，可見黃銅礦-斑銅礦的出溶結(jié)構(gòu)情況。硫化物往往被磁鐵礦所交代，脈體包含了兩期流體事件，峰期榴輝巖相流體主要以含硫化物為特征，而晚期的退變質(zhì)流體以含磁鐵礦為特征。研究認(rèn)為硫化物主體結(jié)晶于高壓變質(zhì)作用階段，礦物組合特征顯示隨著俯沖深度的增加，俯沖洋殼的氧逸度在逐漸降低。但是質(zhì)量平衡計(jì)算顯示，在高壓變質(zhì)作用過(guò)程中（比如藍(lán)片巖-榴輝巖轉(zhuǎn)變），俯沖洋殼的氧化還原狀態(tài)并沒(méi)有明顯改變。這也暗示在洋殼的高壓變質(zhì)過(guò)程中，可能并沒(méi)有大量的氧化物質(zhì)釋放到上覆地幔楔中。然而，在退變質(zhì)過(guò)程中，折返的巖石及塊體在俯沖隧道中被高度氧化的退變質(zhì)流體所氧化，其氧逸度和氧化狀態(tài)都被明顯提高。
這一研究成果近期在線發(fā)表在礦物學(xué)巖石學(xué)期刊Contributions to Mineralogy and Petrology（Li et al. Redox processes in subducting oceanic crust recorded by sulfide-bearing high-pressure rocks and veins (SW Tianshan, China). Contributions to Mineralogy and Petrology，2016, 171: 72. DOI 10.1007/s00410-016-1284-2）。
俯沖帶內(nèi)的氧逸度及氧化還原狀態(tài)的變化
