大陆地壳中丢失的铁

地球上有两类主要的岩浆演化序列，一个是伴随着铁富集的拉斑序列，另一个是伴随着铁亏 损的钙碱性序列，铁的富集和亏损是二者的本质区别。有意思的是，大陆地壳表现出强烈的 铁亏损。因此，厘清岩浆演化过程中铁的行为对认识大陆地壳的起源有至关重要的意义。实 际上，由于岩浆中的铁很大程度上控制着岩浆的氧化还原条件，研究铁的行为又为理解成 矿、岩浆去气、大气化学、地表氧化风化甚至生命的演化进程等提供了基础。地球上，铁亏 损和铁富集的岩浆序列的分布有很强的规律性，在地壳较薄的洋中脊和大洋岛弧环境里，岩 浆的分异主要表现出铁富集的特征，而在地壳较厚的岩浆造山带，比如成熟的大陆弧，岩浆 的分异表现出强烈的铁亏损，为了认识岩浆造山带中铁亏损的机理，可从大陆弧深部（45 – 80 km）地壳堆晶着手。这些深部堆晶主要为石榴辉石岩，这些石榴辉石岩堆晶有着很高 的铁含量，和大陆弧浅部铁亏损的岩浆形成很好的互补，而堆晶里主要的富铁矿物为石榴 石，石榴石的结晶需要较高的压力，这也很好的解释了岩浆的铁亏损程度和地壳厚度相关。 进一步对石榴石中铁价态的研究显示，堆晶石榴石中的Fe3+/∑Fe显著低于包括MORB在内的 玄武岩，石榴石的分异必然会带来岩浆中三价铁比例的升高，造成岩浆的氧化，并带来一系 列氧化还原效应，其中包括岩浆中S2-—S6+的转化，从而影响岩浆造山带中亲铜元素的迁移 和表生环境的硫循环。