中国东部大陆下地壳中水的演化

本项目将通过对中国东部代表性地体麻粒岩的详细观察，了解中国东部不同时代下地壳的含水性，旨在探索以下科学问题：(1)不同时代下地壳中的水含量相同吗？有什么样的变化规律？对下地壳的性质、成因和演化有什么制约？(2)麻粒岩矿物中结构水的耦合机理是什么？不同时代是否会有变化？(3)麻粒岩相变质过程中水如何活动？对变质作用有什么指示意义？本项目的实施将为了解不同时代下地壳中水的含量和耦合机制提供必要的数据，为认识不同时代下地壳乃至地壳和地球的性质和演化提供新的制约，为了解一些矿物学、岩石学、地球物理学和行星科学问题提供新的思路。

本项目对中国东部一些典型地区的地体麻粒岩和捕掳体麻粒岩进行了矿物结构水含量的测定分析，并使用高温高压设备测定了一些下地壳麻粒岩代表性矿物的电导率。发现：麻粒岩的主要组成矿物(单斜辉石、斜方辉石、斜长石和石榴石)中普遍含有一定量的结构水，其水含量(表示为H2O的重量百分含量)可以从几十ppm变化至上千ppm，且总的来说形成时代比较古老的麻粒岩的水含量要更高一些，指示中国东部早期的下地壳可能更加富水；以河北汉诺坝、山东莒南和安徽女山为例，华北克拉通下地壳麻粒岩的全岩水含量明显高于橄榄岩，表明大陆深部岩石圈的水含量在垂向上具有不均一性；麻粒岩矿物(单斜辉石、斜方辉石和斜长石)在下地壳温度、压强和氧逸度条件下均具有较高的电导率，且其电导率都随水含量的增加而增加，意味着地球物理测定的大陆下地壳近乎普遍存在的电导率异常可能由下地壳麻粒岩的主要组成矿物构成，而并不需要石墨、流体或熔体的大量出现。