俯冲带水运移及岩浆作用的数值模拟研究
编号:1343
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更新:2024-04-13 10:34:20
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特邀报告
摘要
地幔中水的迁移与分布对地球的演化与动力学过程具有深刻的影响。最新的高温高压实验表明致密含水镁硅酸盐(Dense Hydrous Magnesium Silicats, DHMS)能在俯冲板片及之上的热条件下稳定至60GPa。我们采用岩石学-热力学的数值模拟方法,模拟了俯冲板片从俯冲带到中下地幔的水迁移及岩浆作用过程。我们研究了俯冲板片热参数、洋壳、岩石圈地幔及周围地幔的含水能力等关键参数。模型结果表明俯冲板片的三个重要脱水阶段,即在~150km深部由蛇纹石化地幔、~750km深度超含水相B和~1500km深度的含水相D脱水。大量的水能被带入到地幔过渡带和下地幔。我们估算进入到中下地幔水的上限为0.1-0.28*1012kg/yr,相当于输入量的13-37%。板片在~1500km的脱水进一步导致强烈的岩浆作用,这可能解释地震学上观测到的中下地幔低速体和强散射体。我们的模型表明,每10亿年大约有0.2个大洋质量的水能被俯冲板片运送至中下地幔,这将对地球内部动力学演化过程产生重要影响。
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