台湾造山带蛇纹岩硼同位素研究: 马尼拉海沟中流体流动与水岩相互作用的意义

The fluid flow and water-rock interaction with lithospheric mantle in the Manila Trench have never been reported. Mountain building process of Taiwan is controlled by the Manila Trench subduction zone. The ophiolitic mélange are exposed in the Hengchun Peninsula, the Central Range and the Coastal Range of eastern Taiwan. Newly studies indicate that ophiolitic fragments within the mélange are composed of upper-and-lower plate lithospheric materials which provide to study the fluid-rock interaction in the Manila Trench during the subduction process. However, the mantle composition and serpentinized process reflected by these serpentinites of Taiwan are still not well constrained. This project will be sampling in detail based on field occurrences to analyze systematically by trace elements and boron isotopic data. These data can reveal fluid flow and water-rock interaction in the Manila Trench. The goal of this project is to quantitatively study the role of serpentinization in the recycling of water and arc magma genesis during the subduction process of the South China Sea.

马尼拉海沟中的流体流动与岩石圈地幔之间的水岩反应目前未见报导。台湾岛的造山受控于马尼拉海沟俯冲带。台湾恒春半岛、中央山脉及海岸山脉出露有蛇绿混杂岩，经研究证实共同存在上、下板块的海洋岩石圈物质。其中，蛇纹石化的超基性岩与蛇纹岩是研究马尼拉海沟俯冲带的流体流动与水岩反应的重要样品。然而，这些蛇纹石化的超基性岩所反映出的地幔特征及其所历经的蛇纹石化过程尚未得到很好的制约。本项目基于蛇纹岩的野外产状特征进行精细采样，并进行系统性的微量元素和硼同位素分析。研究结果将可揭示马尼拉俯冲带中的流体流动与水岩反应过程，最终目的是透过定量研究了解南海大洋岩石圈在俯冲过程的水循环和岛弧岩浆岩成因。

马尼拉海沟中的流体流动与岩石圈地幔之间的水岩反应目前未见报导。台湾岛的造山受控于马尼拉海沟俯冲带。台湾恒春半岛、中央山脉及海岸山脉出露有蛇绿混杂岩，经研究证实共同存在上、下板块的海洋岩石圈物质。其中，蛇纹石化的超基性岩与蛇纹岩是研究马尼拉海沟俯冲带的流体流动与水岩反应的重要样品。过去这些蛇纹石化的超基性岩所反映出的地幔特征及其所历经的蛇纹石化过程尚未得到很好的制约。. 硼同位素的研究表明，海岸山脉所出露的蛇纹岩应为典型的弧前蛇纹岩，而中央山脉的叶蛇纹岩的数据之异常则进一步促使本研究需使用大压力机实验来合成叶蛇纹石以进一步探讨。过去认为控制叶蛇纹石晶体的生成主要与MgO、SiO2的配比有关，而与其他Fe2+、Fe3+、Al3+等阳离子的加入无关，且低H2O含量有助于叶蛇纹石的形成。本研究在维持Si、Mg比例一致的情况之下调整了氧和氢的比例。结果发现控制叶蛇纹石生成可能与Si、Mg比例无关而与大幅度降低的H2O有关。此研究暗示，往后需要重新考虑叶蛇纹石成因与流体、硼元素之间的因果关系。

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