基于局部有效成分热力学模拟的Oaxacan超高温麻粒岩水合退变质P-T条件：对墨西哥南部Grenville造山带演化的启示

本研究针对超高温麻粒岩退变质过程中P-T条件难以精确约束的难题，通过结合局部有效成分计算与热力学模拟，首次系统重建了墨西哥Oaxacan杂岩中端元闪长岩的三阶段水合退变质轨迹（MR1 -MR3 ），揭示其7.4 kbar等压冷却至560°C的顺时针P-T路径，为Rodinia超大陆拼合-裂解过程提供了关键变质演化证据。

　　

在地球演化的拼图中，深部地壳犹如一本加密的日记，而麻粒岩则是破译这本日记的关键密码。作为下地壳的主要组成，麻粒岩记录了超大陆聚合与裂解的核心信息。然而，这些经历超高温（UHT）变质的岩石在折返过程中，常因流体渗透发生复杂的退变质反应，形成冠状结构等显微构造。尽管这些退变质现象普遍存在，但由于其非平衡反应特性，相关压力-温度（P-T）条件的系统研究长期被忽视。墨西哥南部的Oaxacan杂岩作为Grenville造山带的重要组成，其麻粒岩的退变质历史更是笼罩着重重迷雾。

为破解这一难题，墨西哥国立自治大学的研究团队选取Oaxacan杂岩Huitzo单元的端元闪长岩（enderbite）为研究对象，创新性地将局部有效成分计算与相平衡模拟相结合，首次定量重建了该地区麻粒岩的退变质P-T轨迹。这项发表于《Journal of South American Earth Sciences》的研究揭示：样品在经历910°C/7.4 kbar的峰期变质后，依次形成镁直闪石冠状边（M_R1
）、阳起石反应边（M_R2
）以及黑云母-绿泥石组合（M_R3
）三个退变质阶段，最终勾勒出一条从等压冷却（IBC）到降温降压的顺时针P-T路径。

研究团队运用三大关键技术：首先通过电子探针（EMPA）和扫描电镜（SEM）获取矿物化学成分与显微结构数据；其次采用X射线面扫描技术计算局部有效成分；最后运用Theriak-Domino软件进行相平衡模拟。这些方法有效克服了传统全岩分析在退变质研究中的局限性。

【Microstructural analysis and mineral chemistry】章节显示，样品包含36%斜长石、20%单斜/斜方辉石及10%角闪石。斜方辉石边缘发育典型的镁直闪石-阳起石双层冠状结构，电子探针数据证实这些矿物具有明显的成分环带，为P-T条件计算提供了精确的化学约束。

【Bulk rock composition vs. local effective composition】部分通过对比全岩与局部成分模拟结果，证明传统全岩模型会严重低估退变质温度（误差达150°C）。而基于冠状结构局部成分的模拟则成功再现了825-770°C（M_R1
-M_R2
）和560°C/5.7 kbar（M_R3
）的退变质条件。

【Conclusions】指出该研究不仅首次建立了Oaxacan杂岩的定量退变质轨迹，更创新性地证实：局部有效成分模拟可精准解析非平衡反应过程。这一方法学突破为全球Grenville期麻粒岩的折返机制研究提供了新范式，对理解Rodinia超大陆的最终拼合（~1.1 Ga）及其后续裂解过程具有重要启示。研究还特别强调，虽然样本仅来自El Catrín单元，但所建立的方法体系可推广至其他退变质岩的研究中。

值得注意的是，论文在【Acknowledgements】中透露研究过程中曾使用ChatGPT辅助文本工作，这反映了AI工具在现代科研中的辅助作用。该成果获得墨西哥国家科学技术委员会（CONACYT）等多项基金支持，体现了发展中国家在基础地质研究领域的持续投入与创新活力。