超钾质熔体电导率的实验研究：对印度板片撕裂和岩石圈熔融的指示

【作者】 韩泽华； 王瑞； 郭璇； Fabrice Gaillard； 倪怀玮；

【机构】 中国地质大学(北京)科学研究院； 中国科学技术大学地球和空间科学学院； Université d’ Orléans ISTO；

【摘要】 藏南新生代超钾质岩作为岩石探针是理解印亚陆陆碰撞和壳幔相互作用的窗口。最近,高分辨率地震图像和大地电磁数据都清晰地表明俯冲到喜马拉雅-青藏高原下的印度板片发生了撕裂并为软流圈上涌提供了通道。来源于岩石圈地幔部分熔融形成的超钾质岩浆对于理解穿地壳的熔融状态及其熔融机制至关重要。本研究在活塞圆筒压机中973～1773 K和0.5～1.5 GPa条件下,用阻抗分析仪测定了水含量为0.01%～6.31%的高镁超钾质熔体的电导率。通过拟合实验数据,我们建立了高镁超钾质熔体电导率随温度、压力、水含量变化的定量模型:logσ=4.963–0.576×w^0.4–[7586–1992.16×w^0.4+（251.2–1.608×w²）×P]/T式中,σ（S/m）为熔体电导率,w是熔体中的水含量（%）,P（GPa）是压力,T（K）是温度。研究发现,含水条件下K⁺、Mg²⁺、Ca²⁺对熔体电导率的贡献变得显著。根据我们的模型,藏南的高导低速区可能由5%～15%的水含量为4.5%～7.5%的超钾质熔体导致的。通过地球物理手段和地球化学数据的时空分布特征综合分析认为,印度板片撕裂诱导了热异常的发育,促使岩石圈地幔熔融形成超钾质岩浆。幔源含水超钾质岩浆底侵,诱发地壳熔融形成含水花岗质岩浆,这套岩石和斑岩成矿密切相关。我们的研究增进了对含水超钾质熔体电导率的理解,并为青藏高原的岩石圈熔融状态和熔融机制提供了新的见解,为理解大陆碰撞成矿作用提供了理论依据。更多还原