钛粒硅镁石:冷俯冲带蛇纹岩超高压变质的特征变质矿物

蛇纹岩矿物组合简单，主要组成矿物蛇纹石的温压稳定范围很大，这导致确定蛇纹岩的变质温压条件存在困难。本文通过实验岩石学模拟的方法，确定了钛粒硅镁石是蛇纹岩经历超高压变质的特征变质矿物。根据实验观察，压力达到3.0~3.5 GPa条件下，600~700℃范围内均存在钛粒硅镁石的生成反应，说明钛粒硅镁石在压力大于3.0~3.5 GPa条件下才能稳定；温度高于750℃，钛粒硅镁石开始减少直至消失。至于钛粒硅镁石的压力上限，由于实验条件所限，本次实验并未得出。钛斜硅镁石先于钛粒硅镁石出现，晚于钛粒硅镁石消失，稳定的温压范围更大。对实验样品观察发现，普遍存在钛粒硅镁石、钛斜硅镁石和橄榄石互为核边、互相交生的现象，这些实验现象与自然界中观察到的现象一致。低温高压条件下，由于这3类矿物结构的相似性，钛斜硅镁石与橄榄石通常出现互为核边的现象；随着温度升高，钛斜硅镁石以斑块或者片晶出现在橄榄石中，直至最终分解消失。钛粒硅镁石的出现与否取决于温压条件：低温低压条件下，钛粒硅镁石不稳定，发生分解产生钛斜硅镁石，出现钛斜硅镁石包裹钛粒硅镁石的现象；低温高压条件下，钛粒硅镁石稳定生长，出现钛粒硅镁石发育于钛斜硅镁石边部的现象；高温条件下，钛粒硅镁石不稳定，以片晶形式存在于橄榄石或钛斜硅镁石中。研究表明，钛粒硅镁石稳定于低温高压条件，确定其为冷俯冲带蛇纹岩超高压变质的标志。同时详细的岩相学显示了钛硅镁石矿物在高压变质过程中的行为，从而为俯冲带超基性岩变质研究提供理论依据。

Ti-chondrodite: A diagnostic mineral of ultra-high pressure metamorphism for serpentinites in cold subduction zones