地球深部水循环的动力学机制与相关问题研究进展

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(兰州大学地质科学与矿产资源学院 ，甘肃省西部矿产资源重点实验室(兰州大学)甘肃 兰州 730000)

地幔转换带(mantle transition zone，MTZ)是介于上下地幔之间的区域，是指410km和660km不连续面之间的地幔部分。地幔转换带内部发生的地质过程深刻地影响着与之相关的地质事件，而地球深部的水循环在其中起到了重要作用，是解决许多重要地球科学问题的钥匙(BIRCH,1952)。但是，由于缺乏直接来自于地幔转换带的样品，对地幔转换带的研究主要使用的是一些交叉学科的研究手段，尤其以地球物理为主，由此产生的相关地球物理的数据又由于自生多解性的缘故，在详细系统的说明有关地球深部的物质结构和地质过程的时候仍然存在较大的困难，由此必须藉由高温高压的实验来证实和解释(金振民，1997)。在各个类型的构造背景之中包含有种类丰富的地壳与地幔之间的耦合作用，而其中的俯冲带地区是二者相互作用最为强烈的区域之一(赵子福等，2015)。在俯冲带，岩浆的来源主要有地幔楔物质的熔融以及俯冲洋壳和深海沉积物(THORKELSON，1996)。此外，岩浆产生的一个重要来源包括向地幔进行俯冲的板块在深度达到一定程度的时候而释放的水的参与，这是一个不可忽视的机制，这会影响岩浆的形成。例如，地幔物质的绝热减压的过程，地幔楔物质熔融的程度大小以及地幔楔的水通量都在其形成过程中起到了重要的作用(HELFFRICH et al.,2001)。因此，可以通过观测一些数据来解释目前难以观察到的地方，而广泛分布在地表的大陆溢流玄武岩(continental flood basalt，CFB)便是其中很好的一个例子。……