第七届青年地学论坛

含水相Phase D被认为是下地幔上部最重要的含水相，它与下地幔中最丰富的矿物以及Al₂O₃的主要载体bridgmanite（Brg）可以共存。研究显示Phase D相中Al含量的提升显著增加了其热稳定性，因此，Al在Brg和Phase D相之间的分配对理解Phase D的稳定性及深部地幔水的分布尤为重要。我们在MgO-Al₂O₃-SiO₂-H₂O体系开展了高温高压实验，研究了在高达32 GPa和1350 ºC条件下Al在Brg和Phase D相之间的分配。
结果表明，相对于Brg，大量的Al会赋存在Phase D相，并且分配系数随温度的升高而略有减小。虽然含Al Phase D相具有很高的热稳定性，但是在32 GPa和1350 ºC完全脱水分解，此时，Brg与大量熔体共存。因此，~850 km（28 GPa）深度很可能是含水矿物的第二个脱水点。
此外，这一发现也有助于解释在下地幔顶部一些典型区域观测到的地震波不连续和低速带。随着俯冲，Phase D相释放的水可能有助于解释导日本东北部670～830km处观测到的高导，甚至在~700km处触发与脱水有关的深源地震。此外，富Al Phase D相的形成可能从Brg中抽取Al，在俯冲板块内形成局部高速带。
 

高温高压,稳定性