俯冲带是地球表面和内部物质交换的重要途径。作为俯冲板片的重要组成部分,玄武质洋壳和沉积碳酸盐的再循环是造成地幔不均一的重要机制。本论文以大别-苏鲁造山带变玄武岩和超高压大理岩为研究对象,探讨Ca同位素在板片俯冲过程中的分馏行为和分馏机制,取得的主要成果和认识如下:(1)为查明变玄武岩在板片俯冲过程中的Ca同位素分馏行为,本论文对比分析了一套来自大别-苏鲁造山带变质程度不同、原岩性质和年龄类似的绿片岩、角闪岩和榴辉岩样品的Ca同位素组成。研究结果表明,除了两个遭受二次蚀变的绿片岩样品Ca同位素组成明显较重外,大部分绿片岩、角闪岩和榴辉岩的Ca同位素组成在误差范围内没有区别,其δ44/42Ca分别为0.36～0.41‰、0.32～0.39‰和0.32～0.42‰,均在地球玄武岩的变化范围内(0.36±0.05‰,2SD)。变玄武质岩的δ44/42Ca与进变质脱水的指标(如H20和Rb/Ti02)之间没有相关性,说明变玄武岩在进变质脱水过程中不会发生显著的Ca同位素分馏。考虑到玄武岩的Ca同位素组成相对上地幔系统偏轻,基性地壳物质(主要为俯冲的大洋板片)的再循环可能会向地幔输入轻钙从而导致上地幔Ca同位素组成的不均一。(2)为揭示碳酸盐在俯冲过程中的Ca同位素分馏行为,本文对大别-苏鲁造山带震旦纪浅变质沉积碳酸盐岩和荣成超高压大理岩及其中包裹的碳酸盐化榴辉岩样品开展Ca同位素对比研究。震旦纪浅变质沉积碳酸盐岩(0.33～0.47‰)和大部分碳酸盐化榴辉岩(0.37～0.45‰;N=6/7)的Ca同位素变化范围较小。荣成超高压大理岩具有较大的δ44/42Ca变化范围(0.19～0.46‰),且与Mg/Ca比呈较好的正相关关系,与CaO含量和δ26Mg呈较好的负相关关系。荣成超高压大理岩的Ca同位素组成无法用原岩继承、化学扩散或硅酸盐-碳酸盐同位素交换解释,而反映了高压下流体对碳酸盐的选择性溶解。在此过程中,会造成未溶解的再循环钙质碳酸盐岩具有较低的δ44/42Ca(可低至0.19±0.04‰),而对镁质碳酸盐岩Ca同位素组成影响很小;钙质碳酸盐岩脱碳比例最高可达95%:流体的Ca同位素组成(0.42～0.53‰)与地幔值(～0.42)没有显著区别。