中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)：原位確定巖石熔融溫度的方法
發(fā)布日期： 2022-05-27 10:10:55 來源： 科技日報(bào)
記者從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)了解到，該校地球和空間科學(xué)學(xué)院倪懷瑋教授研究團(tuán)隊(duì)，建立了用電導(dǎo)率突變在高溫高壓富水條件下原位確定巖石熔融溫度的方法，為解決關(guān)于地球俯沖帶熔融條件的爭議奠定了基礎(chǔ)。相關(guān)成果日前發(fā)表于地球科學(xué)國際期刊《地球物理研究雜志-固態(tài)地球》上。
俯沖帶是大洋板塊向地球深部俯沖，引發(fā)地震和火山活動，實(shí)現(xiàn)地表與深部之間物質(zhì)循環(huán)的重要場所。大洋板塊經(jīng)過海水熱液蝕變，所以俯沖帶環(huán)境富含水以及其他揮發(fā)分，它們對巖石的相變可產(chǎn)生重要影響。俯沖帶深部的巖石在高溫高壓富水條件下的熔融溫度仍存在巨大爭議，不同實(shí)驗(yàn)研究獲得的起始熔融溫度(即固相線溫度)相差可高達(dá)500度，這主要是因?yàn)閭鹘y(tǒng)實(shí)驗(yàn)體系在淬火過程中會發(fā)生復(fù)雜變化，難以從實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物中辨識熔融與否。
為了解決這一難題，倪懷瑋教授團(tuán)隊(duì)開發(fā)了用電導(dǎo)率突變在高溫高壓富水條件下原位確定巖石熔融溫度的方法。本項(xiàng)研究以鈉長石-水作為實(shí)驗(yàn)體系，將阻抗分析儀的探針接入活塞圓筒壓機(jī)，在0.35-1.7吉帕和200-1250°C條件下監(jiān)測體系電導(dǎo)率的變化。研究結(jié)果顯示，該體系的電導(dǎo)率在較窄溫度區(qū)間范圍內(nèi)發(fā)生顯著變化，最大突變達(dá)到60倍。電導(dǎo)率突變所對應(yīng)的溫度與文獻(xiàn)中公認(rèn)的鈉長石-水體系相圖高度吻合。
這項(xiàng)研究為解決關(guān)于俯沖帶板片和地幔楔熔融條件和熔融過程的爭議奠定了良好基礎(chǔ)。(科技日報(bào)記者 吳長鋒)
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