弧下地幔（sub-arc mantle）的地球化學過程控制著島弧巖漿的成分以及相關島弧礦床的形成。全球來看，弧下地幔的氧化性要比MORB更高，因此高氧逸度島弧巖漿也是形成島弧斑巖礦床的重要控制因素之一，這一高氧化性特征被普遍認為是俯沖帶釋放的氧化物質被源源不斷地帶入到上覆地幔楔的結果。但是也有研究認為原始地幔巖漿并不比MORB高，俯沖帶釋放的流體或者熔體并非特別氧化。因此進一步研究俯沖板片的氧化還原狀態(tài)及其相關演化過程有著重要的意義。
中國科學院地質與地球物理研究所固體礦產資源研究室陸緣演化與流體成礦學科組博士后李繼磊及合作者通過對西南天山高壓‐超高壓變質帶中榴輝巖、藍片巖、云母片巖及多類脈體中的硫化物及相關氧化物的分布狀態(tài)和相互關系的巖相學進行詳細研究，推斷出俯沖洋殼的氧化還原狀態(tài)及其演化過程。這些高壓巖石中的硫化物主要為黃鐵礦，含少量磁黃鐵礦、黃銅礦、斑銅礦、輝鉬礦和閃鋅礦等，可見黃銅礦-斑銅礦的出溶結構情況。硫化物往往被磁鐵礦所交代，脈體包含了兩期流體事件，峰期榴輝巖相流體主要以含硫化物為特征，而晚期的退變質流體以含磁鐵礦為特征。研究認為硫化物主體結晶于高壓變質作用階段，礦物組合特征顯示隨著俯沖深度的增加，俯沖洋殼的氧逸度在逐漸降低。但是質量平衡計算顯示，在高壓變質作用過程中（比如藍片巖-榴輝巖轉變），俯沖洋殼的氧化還原狀態(tài)并沒有明顯改變。這也暗示在洋殼的高壓變質過程中，可能并沒有大量的氧化物質釋放到上覆地幔楔中。然而，在退變質過程中，折返的巖石及塊體在俯沖隧道中被高度氧化的退變質流體所氧化，其氧逸度和氧化狀態(tài)都被明顯提高。
這一研究成果近期在線發(fā)表在礦物學巖石學期刊Contributions to Mineralogy and Petrology（Li et al. Redox processes in subducting oceanic crust recorded by sulfide-bearing high-pressure rocks and veins (SW Tianshan, China). Contributions to Mineralogy and Petrology，2016, 171: 72. DOI 10.1007/s00410-016-1284-2）。
俯沖帶內的氧逸度及氧化還原狀態(tài)的變化
