俯冲带流体活动是固体地球科学研究的热点和前沿。俯冲板片释放的水不但把流体活动不相容微量元素从板片传输到地幔楔,还会降低地幔固相线而催化熔融,最终导致弧火山作用和地壳生长。在这一经典模型中,仍然没有解决的重要问题是俯冲板片释放流体的位置和机制,以及板片中存在的随后能够再循环进入深部地幔的水量。微量的水便足以对矿物（乃至于岩石和熔体）的许多物理和化学性质产生显著影响,因此,理解板片不同深度的水（流体）释放及其地球化学效应对研究地球挥发分循环和俯冲带过程具有重要意义。板片俯冲产生的流体在交代上覆地幔楔的过程中,碳、氮、硫、氢和铁等变价元素的地球化学行为会显著影响地幔楔的氧化还原性质,而这些变价元素的行为又明显受氧逸度的控制。因此,认识板片俯冲过程中释放流体的氧逸度,对于理解俯冲带元素活动和壳幔相互作用至关重要。俯冲带变质岩经历了复杂的变质演化,记录了俯冲地壳物质的再循环过程,可以为研究板片俯冲和折返过程中的流体活动和元素分异提供关键证据。石榴石作为俯冲带变质岩中最常见的矿物之一,具有较为稳定的物理化学性质,其主微量元素和水含量可以有效记录俯冲变质过程中的物理化学条件变化。因此,对石榴石进行详细的地球化学特征研究,可以为恢复其寄主岩石的变质演化过程乃至俯冲带变质过程提供关键证据。虽然选择记录多期变质过程的典型石榴石样品并准确测定其水含量是其中的关键,但是石榴石水含量的准确测定又依赖于可靠的羟基红外吸收系数。本博士学位论文中对14颗不同成分的天然宝石级石榴石进行了结构羟基红外吸收系数的标定,丰富了石榴石红外吸收系数的数据库,并且进一步选取记录了多期俯冲带变质事件的红安造山带榴辉岩中的石榴石为研究对象,对其进行详细的地球化学研究,探讨了古特提斯大洋俯冲变质过程中流体的行为和性质。精确测定石榴石的水含量,对于确定水在含水相分解后由俯冲洋壳向深部地幔的传输至关重要。傅里叶变换红外光谱（FTIR）具有原位分析、可以分辨水种型以及测量速度快等优势,是测量石榴石水含量最常用的方法。要利用FTIR方法获得石榴石准确的水含量,必须要对其红外吸收系数进行标定。热转换元素分析仪-质谱联线分析方法（TC/EA-MS）作为可以测量石榴石水含量的分析方法,具有耗样量少、检测限低且可以同步测量氢同位素的优势。本文采用TC/EA-MS和FTIR结合的方法对14颗不同成分的天然宝石级石榴石进行了结构羟基红外吸收系数的标定,同时探讨了成分对吸收系数的影响。结果得到的适用于富钙铝榴石或锰铝榴石的石榴石的摩尔吸收系数为9322±3381·mol-1·m-2,富镁铝和铁铝榴石的石榴石的摩尔吸收系数为240±261·mol-1·cm-2。这些结果与前人的研究结果相一致。此外,本文还首次提出了适用于成分以镁铝和锰铝榴石为主的石榴石的吸收系数为689±1771·mol-1·cm-2。石榴石的摩尔吸收系数具有很大的变化范围,表明其不但受石榴石成分的影响,也受其羟基吸收峰位置的控制。所得的吸收系数仅适用于特定类型的榴辉岩中石榴石,还需要对榴辉岩中石榴石开展更多的研究以获得适用于所有榴辉岩中石榴石的通用吸收系数。俯冲地壳释放流体的行为和性质对认识俯冲带挥发性物质的循环具有重要意义。变质岩中的石榴石可以保存俯冲变质过程中产生的成分环带特征,为俯冲带流体活动提供关键证据。本学位论文以中国东部红安地区的古特提斯俯冲相关的大洋型榴辉岩为研究对象,对榴辉岩中石榴石开展了系统的岩石学和地球化学研究。结果显示,该地区榴辉岩中石榴石的主量元素、微量元素、包裹体、水含量以及氧逸度都保存了明显的环带特征。依据石榴石元素组成和相平衡模拟,可以将石榴石的生长划分为五个阶段。阶段Ⅰ-Ⅳ,石榴石生长发生在古特提斯洋壳由蓝片岩相到榴辉岩相的俯冲进变质过程中,该过程沿着7.8-9.7℃/km的低地温梯度进行。阶段V,石榴石在早期折返过程中发生了矿物-流体反应,新生长的石榴石是由原有石榴石经溶解再沉淀形成。石榴石的水含量从核部到边部表现出逐渐降低的趋势,说明寄主榴辉岩的全岩水含量在石榴石生长过程中也在逐渐减少。结合矿物模式含量及其水含量的计算发现,俯冲洋壳在从蓝片岩相到榴辉岩相变质过程中释放的流体量减少。所有石榴石生长阶段中计算得到的氧逸度的范围为ΔFMQ+1.77到ΔFMQ+3.26,表明俯冲洋壳在俯冲至峰期榴辉岩相变质和早期折返过程中释放的流体均为氧化性流体。石榴石的氧逸度值与达到饱和状态的石榴石中的水含量相关,表明石榴石水含量可以作为恢复榴辉岩氧化还原状态的潜在工具。进变质过程中榴辉岩氧逸度值的增加可能与绿泥石的分解和板片蛇纹岩脱水流体的加入有关。早期折返阶段氧逸度值的显著下降则与硬柱石分解释放出氧化性流体有关。这些研究结果表明,结合石榴石水含量、主量和微量元素以及矿物包裹体的研究,可以为认识俯冲古洋壳释放流体的规模和氧化还原状态提供新的视角。