第七届青年地学论坛

地球内部物理环境的差异会影响电导率的不同，矿物的电导率测试帮助了解地球内部的物理结构及分析地质过程。有实验观测表明地球深部在900-1400km深度存在部分区域电导率异常的现象，该地区观测结果高于地幔主要矿物布里奇曼石和铁方镁石在高压下的电导率值(Constable, 2004; Murakami, 2012; Kesson, 1998)。最近发现的超离子态矿物含氢FeO₂被认为在80GPa的压力和1700-1800K的温度下发生相变，氢会完全脱离氧的束缚，在晶格中像自由电子一样快速移动，其电导率值会突然加倍，高于下地幔主要矿物2-3个数量级，这与观测的高导异常现象类似。另外，在50-60GPa下FeOOH会相变成Fe₂OX (X表示该化合物管状结构中存在氧、氢或羟基)，该化合物在深地极端条件下通过氧之间的强相互作用而存在，这不同于以往观点。在该形成条件下，Fe₂OX会普遍存在于下地幔富氧区域，故在下地幔电导率异常的结果中该结论提供了新的机制解释 (Hu, 2016)。(Fe,Al)OOH被认为是地幔深部重要的含水矿物相，有理论计算和低压实验表明其电导率值随着压力和温度增加而有明显的增加，但在高温高压下的 (Fe, Al)OOH的电导率数据不足(Wang, 2021)。本研究通过激光加热和范德堡法结合金刚石对顶压砧技术，对(Fe,Al)OOH进行高温高压环境下的电导率测试，为下地幔部分区域电性结构重的高电导率的异常现象提供成因解释。
 

电导率,高温高压