榴辉岩石榴子石反应边的震击成因初探

摘要

造山带高压变质岩分布于古地震断裂内及其附近。一般认为高压变质作用是在俯冲地壳中沿断裂浸入的流体作用下进行的。但是关于榴辉岩石榴子石反应边的研究表明它们是缺乏流体参与的变质反应的特征结构。山东青岛仰口榴辉岩中高压矿物的星射状生长结构,富含原岩矿物包裹体的筛状结构,以及斜长石假象和镁铁矿物之间的反应边结构,均反映出榴辉岩的不平衡结晶性质。这类结构指示岩石是在快速过程中形成的,具有动力变质作用的时长特点。斜长石假象的相图也表明,仰口榴辉岩是由缺乏自由流体的辉长岩转变而来的,矿物生长过程涉及的元素扩散必然是在固态介质中进行的。鉴于仰口的各种榴辉岩(反应边榴辉岩,榴辉岩角砾岩及碎裂岩脉)记录了冲击波挤压和释放波解压的过程,可以认为高压相变是受地震波冲击作用的驱动而不是俯冲过程中压力和温度缓慢升高所致。在冲击应力作用下,水不饱和岩石中元素扩散速率相对静态热驱动的固态扩散高出多个甚至十多个数量级,使高压矿物瞬时生长。

关键词

反应边 / 不平衡 / 榴辉岩化 / 反应速率 / 震击 / 固态扩散