俯冲带及转换带中含水硅酸盐矿物的晶体结构和状态方程
本文选题:含水硅酸盐矿物 + 晶体结构 ; 参考:《中国科学:地球科学》2016年03期
【摘要】:地幔深部的矿物具有显著的含水能力,含水量从几十到几万ppm(part per million)不等.由于地幔体积巨大,地球深部的水可能远大于地表水的总量.研究水在地幔矿物岩石晶体中的赋存机制及其影响是目前矿物学和地球物理学界的研究热点之一.一方面,俯冲板块向下运动,其中的蛇纹石在高温下分解,产生一系列的高含水硅酸盐矿物(如相A、粒硅镁石和斜硅镁石),这些矿物是潜在的"搬运工",将水进一步带入地幔深部,乃至转换带中;另一方面,橄榄石在转换带中的高压相(瓦兹利石和林伍德石)具有较高的储水能力,使得转换带成为了地球深部最重要的储水层,并且水也对地幔转换带的物理化学性质产生了显著影响.本文主要讨论以下两方面内容:(1)含水的硅酸盐矿物晶体结构,为微观上认识地球深部水的赋存机制和循环过程提供实验依据;(2)水对硅酸盐矿物热力学状态方程的影响,为约束地球动力学过程以及水的影响提供重要参数.
[Abstract]:Minerals in the deep mantle have remarkable water-bearing capacity, with water content ranging from tens of thousands to tens of thousands of ppm (part per million). Because of the large volume of mantle, the water in the deep part of the earth may be much larger than the total amount of surface water. It is one of the hot topics in mineralogy and geophysics to study the mechanism and influence of water in mantle mineral rock crystals. On the one hand, the subduction plate moves downward, and the serpentine in it breaks down at high temperatures. Producing a series of high water-bearing silicate minerals (such as phase A, granulite and clinophorite), which are potential "porters" that carry water further into the deep mantle and even into the transition zone; on the other hand, The high pressure phase of olivine in the transition zone (Wazili and Linwood stone) has high water storage capacity, which makes the transition zone become the most important reservoir in the deep part of the earth. Water also has a significant effect on the physical and chemical properties of the mantle transition zone. This paper mainly discusses the following two aspects: (1) crystal structure of silicate minerals containing water, which provides experimental basis for microscopic understanding of the mechanism and circulation process of deep water in the earth; (2) the influence of water on the thermodynamic equation of state of silicate minerals. It provides important parameters for constraining geodynamic processes and the effects of water.
【作者单位】: 中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室;
【基金】:国家自然科学基金项目(批准号:41590621,41473058) 中央高校基本科研业务费专项项目(编号:G1323531512) 科技部地质过程与矿产资源国家重点实验室专项项目(编号:MSFGPMR07)资助
【分类号】:P542.5;P578.94
【共引文献】
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,本文编号:2074180
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