太淘蛇绿岩：通过海岭-海沟碰撞作用形成的新生海洋地幔的缩影

《Journal of Petrology》：The Taitao Ophiolite: Snapshot of Nascent Oceanic Mantle Emplaced Via Ridge-Trench Collision

Taitao蛇绿岩是智利脊形成的海洋性岩石圈碎片，在脊弧俯冲中快速俯冲至智利陆缘。通过分析橄榄岩等组成，发现其经历12-15%部分熔融及局部熔体混染。热历史模型显示其冷却速率达1-10°C/年，远超全球其他蛇绿岩，归因于俯冲碰撞导致的高温地幔与冷陆缘的强烈热 contrasts。

　　

摘要

太涛蛇绿岩是一块海洋岩石圈的碎片，形成于大约600万年前的智利海岭，在随后的海岭-海沟碰撞过程中被搬运到了智利大陆边缘。该蛇绿岩位于现代智利三联点（Chile Triple Junction）的东南方向，为我们提供了一个独特的窗口，可以观察中间扩张海岭轴下地幔的组成情况，而全球范围内从这类区域获取的橄榄岩样本非常稀少。我们分析了太涛蛇绿岩地幔部分中的哈茨堡石（Hartzburgite）、斜长石哈茨堡石（Plagioclase Harzburgite）和单斜辉石岩（Clinopyroxenite）的成分，以研究其部分熔融、熔融物质添加以及热演化的过程。大多数太涛哈茨堡石中的尖晶石主要元素和单斜辉石稀土元素含量表明，这些岩石来源于经过12-15%熔融后的贫乏MORB（Mid-ocean Ridge Basalts）地幔。由于熔融物质的添加所导致的成分变化通常较为有限，并且主要局限于靠近辉长岩侵入体的斜长石哈茨堡石以及与 dunite（一种岩石类型）相关的单斜辉石岩中。

为了确定太涛蛇绿岩从智利海岭形成到被搬运到智利大陆边缘期间的热历史，我们利用基于辉石和橄榄石的热力学方法计算了其闭合温度。将这些结果与初始温度和冷却速率相关的闭合温度模型进行了比较。研究结果表明，太涛蛇绿岩的冷却速度（1-10°C/年）快于全球其他蛇绿岩（大多数蛇绿岩的冷却速率低于1°C/年）。这一结论与我们的计算结果一致：根据海岭热模型和矿物扩散平衡的时间尺度估算，这些橄榄岩在高温状态下仅存在了相对较短的时间（小于0.5百万年）。太涛蛇绿岩的快速冷却速率超出了传导冷却模型的预测（即使这些模型考虑了热液作用），这表明可能存在其他影响冷却速率的机制。我们认为这种快速冷却是由于海岭-海沟碰撞和快速俯冲作用造成的。这种构造配置使得热的海岭下地幔与冷的大陆边缘相邻，从而产生了显著的温度差异，从而导致蛇绿岩在搬运过程中的平均冷却速率加快。相比之下，其他蛇绿岩通常会长期保持海洋岩石圈的状态，在俯冲之前经历较长的传导冷却过程，因此冷却速率较慢。总体而言，我们的研究结果表明，太涛蛇绿岩是研究中间扩张海岭及海岭-海沟碰撞过程中构造过程的理想样本。

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