本文關(guān)鍵詞：水與地幔的部分熔融　出處：《中國科學(xué):地球科學(xué)》2016年03期 　論文類型：期刊論文

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【摘要】：水對于地幔的部分熔融發(fā)揮了關(guān)鍵作用.地幔巖漿作用主要發(fā)生在板塊邊界(俯沖帶和洋中脊)和若干板內(nèi)熱異常區(qū)域.在大洋俯沖帶,俯沖板片釋出的水可以誘發(fā)上覆地幔楔甚至板片自身發(fā)生熔融,導(dǎo)致弧巖漿作用,也有可能形成超臨界流體.板片熔融和產(chǎn)生超臨界流體的物理化學(xué)條件仍存在爭議.在洋中脊和板內(nèi)熱異常區(qū)域,水和CO_2使上涌地幔發(fā)生熔融的起始深度增加,熔融比例增大.在地球深部層圈邊界可能發(fā)生低程度的地幔熔融,如巖石圈和軟流圈邊界、上地幔和過渡帶邊界、過渡帶和下地幔邊界等,其成因一般認(rèn)為與邊界兩側(cè)礦物儲水能力的差異有關(guān).水可以促進(jìn)地幔巖石熔融的根本原因在于水是一種不相容組分,強(qiáng)烈傾向于富集在硅酸鹽熔體相(礦物-熔體的水分配系數(shù)遠(yuǎn)小于1),從而令其吉布斯自由能降低.前人對水在橄欖石、輝石和石榴石等地幔礦物與熔體之間的分配行為已經(jīng)研究得比較充分,但水對硅酸鹽熔體密度和遷移性質(zhì)的影響還需要更進(jìn)一步的高溫高壓實驗和計算制約.
[Abstract]:Water plays a key role in the partial melting of the mantle. Mantle magmatism occurs mainly in plate boundaries (subduction zones and mid-ocean ridges) and several intraplate thermal anomalies, as well as in oceanic subduction zones. The water released from the subduction plate can induce the melting of the overlying mantle wedge or even the plate itself resulting in arc magmatism. It is also possible to form supercritical fluids. The physicochemical conditions for plate melting and supercritical fluid production are still controversial. Water and CO_2 increase the initial melting depth and melting ratio of upwelling mantle. Low degree mantle melting may occur at the deep boundary of the Earth's stratosphere, such as lithosphere and asthenosphere boundary. Upper mantle and transition zone boundary, transition zone and lower mantle boundary, etc. Its genesis is generally considered to be related to the difference in the water storage capacity of minerals on both sides of the boundary. The fundamental reason why water can promote the melting of mantle rocks lies in the fact that water is an incompatible component. It is strongly inclined to concentrate in silicate melt phase (the water partition coefficient of mineral-melt is much less than 1), which makes its Gibbs free energy lower. The distribution behavior between mantle minerals and melts, such as pyroxene and garnet, has been well studied, but the influence of water on the density and migration properties of silicate melts requires further high temperature and high pressure experiments and calculations.
【作者單位】： 中國科學(xué)院殼幔物質(zhì)與環(huán)境重點(diǎn)實驗室中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)地球和空間科學(xué)學(xué)院;
【基金】：國家自然科學(xué)基金項目(批準(zhǔn)號:41590622,41473058) 高等學(xué)校學(xué)科創(chuàng)新引智計劃項目 中央高�；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項項目 中組部“青年千人計劃”項目資助
【分類號】：P542.5
【正文快照】： 國家自然科學(xué)基金項目(批準(zhǔn)號:41590622,41473058)、高等學(xué)校學(xué)科創(chuàng)新引智計劃項目、中央高�；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項項目和中組部“青年千人計劃”項目資助1引言地幔巖石中通常含有一定數(shù)量的水,其豐度以H2O質(zhì)量分?jǐn)?shù)形式表示一般僅為50~1000ppm(Bell和Rossman,1992;Michael,1995;

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