氧化铝对下地幔矿物高温高压化学性质的影响

学术精汇

作者：

张莉1

作者单位：

1. 北京高压科学研究中心上海分中心

摘要：

氧化铝是地幔重要的组分，玄武岩和地幔岩成分中分别含有大约15%和3%～5%氧化铝。本文聚焦于氧化铝对下地幔矿物高温高压化学性质的影响，总结了前人的数据，发现在下地幔压力条件下，当布里基曼石与金属铁共存时，布里基曼石中的三价铝离子和三价铁离子含量之间符合X_Fe³⁺=0.646（24）X_Al³⁺的线性关系。氧化铝的加入显著增强了下地幔条件下二氧化硅高压相的储水能力，在下地幔条件下含铝CaCl₂型后斯石英相的储水容量可达1%以上，而在深下地幔冷俯冲板片中，六方NiAs型富铝二氧化硅更稳定，储水容量比CaCl₂型后斯石英相更高。含铝二氧化硅高压相可能是俯冲板片进入下地幔乃至核幔边界的主要储水矿物。在下地幔含水体系中，氧化铝优先进入含水相使得布里基曼石贫铝，水和氧化铝共同体影响下地幔主要矿物中的铁价态和铁配分系数。进一步厘清水和氧化铝如何共同影响含水地幔岩和玄武岩体系中布里基曼石的高温高压物理化学性质可为深下地幔波速的横向不均一结构提供约束。未来的实验和理论工作需系统研究氧化铝含量、铁含量以及Fe³⁺/ΣFe值对布里基曼石弹性和状态方程的影响。

关键词：

下地幔高温高压氧化铝含量布里基曼石深部水循环

刊期：

2025，1（44）

所属栏目：

实验地球科学在深地科学前沿研究中的应用与进展

基金资助：

国家自然科学基金资助项目(42150103)

分类号：

P589.1

DOI：

10.3724/j.issn.1007-2802.20240125

页数：

页码：

1-9,211

来源期刊

矿物岩石地球化学通报

Bulletin of Mineralogy,Petrology and Geochemistry