俯冲大洋板块析出的熔/流体进入并交代上覆地幔楔，可使地幔楔发生部分熔融，产生岛弧岩浆岩。因此，众多研究学者以岛弧岩浆岩的地球化学特征来代表俯冲地壳熔/流体的成分特征。但近年来大量的高温高压实验和自然界观察结果显示，俯冲地壳熔/流体可以运移很高的高场强元素和重稀土组分，与岛弧特征不符。一般认为，俯冲板片析出的熔/流体在到达岛弧岩浆地幔源区之前，必须先穿过紧邻板片之上的一层低温地幔楔。因此，低温地幔楔是壳幔相互作用最为关键的区域，它对我们理解岛弧岩浆岩的形成有重要的指示意义。 

　　地质地球所岩石圈演化研究室陈意副研究员等人对大别山超高压变质带中的毛屋石榴斜方辉石岩进行了详细的岩石学和地球化学研究，结果显示：岩石记录了复杂的六期变质演化历史，对应了典型的陆下低温地幔楔的动力学过程（图1）。石榴石变斑晶核部包裹了大量的多相含水矿物（图2a-b），它们是原岩橄榄岩在低温地幔楔浅部与俯冲陆壳流体交代的产物，显示富集LILE、LREE和HFSE特征（图2c）。在大陆俯冲过程中，受到交代的橄榄岩被俯冲陆壳刮削下来，与陆壳岩石一起俯冲到深部地幔，经历超高压变质。在此过程中，早期含水矿物发生脱水分解，形成基质中的超高压矿物石榴石、斜方辉石、钛斜粒硅镁石和钛粒硅镁石，它们只能赋存少量的LILE和LREE。通过对比多相包裹体和全岩微量元素特征，以及典型的岛弧岩浆岩成分特征（图2d），他们推测在深部低温地幔楔脱水反应所析出的流体，携带了大部分的LILE和LREE进入上覆高温地幔楔（岛弧岩浆的地幔源区），从而造成高温地幔楔发生部分熔融，产生岛弧岩浆岩；而HFSE依然驻留在低温地幔楔，从而造成岛弧岩浆岩具有富集LILE和LREE、亏损HFSE的典型特征。 

图1  毛屋石榴斜方辉石岩的变质演化P-T轨迹 

　　图2  （a-b）石榴石变斑晶核部包裹的大量多相含水矿物包裹体；（c）多相包裹体和寄主石榴石的微量元素特征；（d）多相包裹体与原岩方辉橄榄岩和全岩石榴斜方辉石岩的微量元素对比。 

　　该研究成果近期以2篇论文发表在国际地学综合性期刊International Geology Review（第一篇：Chen et al. Multistage metamorphism of garnet orthopyroxenites from the Maowu mafic-ultramafic complex, Dabieshan UHP terrane, eastern China. International Geology Review, 2013, 55(10): 1239-1260；第二篇：Chen et al. Hydration and dehydration in the lower margin of a cold mantle wedge: implications for crust-mantle interactions and petrogeneses of arc magmas. International Geology Review, 2013, 55(12): 1506-1522）