板块俯冲过程特殊层状硅酸盐矿物水化机理的热力学研究

摘要

俯冲带作为壳幔相互作用的强烈区域,是研究壳幔循环动力学机制的重要对象.洋壳往陆壳俯冲过程中会将洋底沉积物和洋壳的含水矿物带入到俯冲带更深的部位,而这些含水矿物的稳定性支配着水从俯冲地壳到地幔的迁移过程.深部水循环对地球物质循环、地球深部动力学过程、弧火山活动及地震活动等有重要影响.高岭石在海洋沉积物中占比为5 ％～60 ％.实验表明高岭石在冷俯冲带高温高压条件(200°C、4.7GPa)下会发生超水化现象(Hwang et al.,2017),即层间具有分子水的存在.蛇纹石是板块俯冲过程水的重要携带者.此研究给予了一个重要启示，在地球深部分子状态的水可能以单层水结构稳定存在于晶体间隙中，这为探索深部水循环过程提供重要的新思路。