基于部分熔融实验的岩浆演化热力学模拟探讨

摘要

地幔与地壳之间的物质交换及深部岩浆上升过程是地球地质演化的重要环节。近年来，高温高压部分熔融实验与热力学模拟在岩浆成因与演化研究中被广泛应用，但基于部分熔融实验数据的模拟软件在正演复杂岩浆过程中的适用性和准确性尚缺乏系统性对比研究。本文以俯冲带沉积物部分熔融实验数据为基础，采用以MELTS与GeoPS为代表的两款常用热力学模拟软件，在统一化学体系及温压(20～1 kbar, 1400～950℃)条件下，对岩浆上升过程中熔体演化进行了正演模拟与对比分析。模拟结果显示：不同矿物固溶体模型导致两款软件在矿物结晶温度和序列上存在明显差异，特别是石榴子石与白榴石的结晶条件差异较为明显。此外，含橄榄岩的端元与纯混杂岩端元获得的熔体表现出截然不同的矿物结晶顺序和主要化学成分变化趋势。尽管热力学模拟无法完全复现自然界中复杂的岩浆过程，但本研究的对比分析为优化热力学模拟参数以及探讨高温高压部分熔融实验熔体数据随压力和温度变化的结晶过程提供了新的理论依据和方法学支持，也为进一步理解地壳-地幔物质循环与岩浆系统演化提供了见解。

关键词

岩浆演化 / 部分熔融实验 / 热力学模拟 / 分离结晶