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俯冲带俯冲物质的化学和机械混合对于俯冲带地壳的形成和地球化学特征具有重要的意义。前人曾提出俯冲带混杂岩的部分熔融是形成岛弧岩石地球化学特征的重要原因。但也有研究显示俯冲沉积岩熔融形成的火成岩锆石中仍然能保留*的O同位素组成（δ¹⁸O高达28‰），表明俯冲物质的混合程度可能较小。然而，如果俯冲沉积物能够将异常的O同位素组成（δ¹⁸O= ~7‰–42‰）输入到弧下地幔，则很难解释弧下地幔中O同位素的有限变化范围。总之，俯冲变质作用过程中物质的混合作用仍然存在很大争议。

针对以上科学问题，美国奥柏林学院Page等对卡特琳娜片岩混杂岩（）中角闪岩相变质燧石中的石榴石和锆石进行了原位的O同位素分析

（1）主量元素分析显示大颗粒的石榴石具有明显的进变质环带特征，即从核部到边部石榴石具有降低的Mn含量和升高的Mg#，而小颗粒石榴石具有与大颗粒石榴石边部类似的组成特征；

（2）石榴石核部具有极重的O同位素组成（δ¹⁸O = 20.8‰–26.3‰），而边部O同位素组成较轻（δ¹⁸O = 10.0‰–11.2‰）；

（3）石英具有均一的O同位素组成（δ¹⁸O= 13.5‰）；

（4）锆石核部具有振荡环带，具有石英、钾长石和黑云母包裹体，表明为碎屑锆石，锆石核部外围是一圈斑杂状的生长边，外侧表现为深色的振荡环带（）；

（5）锆石核部具有较低的O同位素组成（4.7‰ to 8.4‰），核部边缘斑杂状锆石具有高的δ¹⁸O值22.6‰ ± 3.3‰，而边部锆石具有低的δ¹⁸O值12.9‰ ± 3.3‰，进一步的高空间分辨率的O同位素分析也获得了一致的结果；

（6）锆石核部年龄124.6 +1.4/-2.9 Ma，且具有高的Th/U比值(0.36–0.89)，锆石边部较年轻115.1± 2.4 Ma，且Th/U比值(0.02–0.13)较低。

结合前人研究结果，Page等约束了该石榴石英岩的变质温压条件约为550–650 °C，>1.1 GPa。该研究认为石榴石英岩原岩为混合的硅质岩石和中基性的火成岩，锆石核部年龄为火成岩的残留锆石，两者在俯冲带发生混合，早期两者处于封闭状态，因此石榴石核部具有重的O同位素组成，随着变质作用进行，外部流体逐渐加入，导致石英的O同位素组成降低，而石榴石和锆石中O扩散较慢，因此保存了原岩重的O同位素，而边部逐渐变低的特征。

该项研究表明：

（1）俯冲带变质流体对岛弧岩浆的产生和陆壳生长具有重要作用，但同时也可以减小俯冲物质间组成的差异；

（2）石榴石和锆石能够保存少量异常的地球化学特征，并进入深部地幔。