水含量对部分熔融橄榄岩电导率的影响

摘要

上地幔低速高导层的起因是当前地球科学研究的热点之一,同时也是地球科学中极具争议的难题之一.最近的剪切变形实验研究表明,剪切应力能够诱发熔体的重新分布并形成各向异性的立体网络从而导致可观测到的高电导率各向异性,因此上地幔部分地区的低速高导层可能是由部分熔融引起的.本研究利用DIA型大压机以含水KLB-1橄榄岩为样品在1GPa、1400-1573K和剪切变形下进行了三维电导率原位测量。电导率实验结果表明，剪切变形刚开始时三个方向（平行于剪切方向x，垂直于剪切方向y，垂直于剪切平面z）的电导率基本相同，随着时间推移，x方向电导率逐渐增加到超过一个数量级，然后保持常数；然而y方向的电导率始终保持不变；同时观察到z方向的电导率逐渐减小。水能够明显降低橄榄岩的熔点，在同样的温度下，熔体分数随水含量增加而增加；在同样的压力、熔体分数、应变和应变率条件下，随水含量增加，电导率各向异性量级也逐渐增大。