下地壳含水量与变形和地震活动

下地壳的含水性和变形研究对探讨岩石圈变形方式和机制具有重要意义。传统观念认为,大陆岩石圈强度轮廓为"果酱三明治"式(即下地壳力学强度相对较弱,而上地壳和地幔岩石圈力学强度相对较硬,而大洋岩石圈强度轮廓正好相反,即下地壳力学强度相对较强,而上地壳和地幔岩石圈力学强度相对较弱。大陆地震震源深度分布的研究发现,大陆岩石圈地幔并无明显地震活动的证据,而某些地区下地壳却存在比较显著的地震活动,从而表明至少在某些地区,大陆下地壳在力学强度上要高于岩石圈地幔。大陆下地壳的流变学性质具有显著的空间和时间上的不均一性。大陆下地壳不同力学强度模型争议的一个很重要的关键点为下地壳究竟是干的还是湿的。我们对攀西含钒钛磁铁矿辉长岩和汉诺坝麻粒岩中结构水和组构特征的研究结果表明:下地壳可能是富水的而不是先前认为的干的,辉石与长石中的含水量及分配系数在不同的下地壳岩石中差别很大,并直接影响矿物和岩石的变形组构和强度。对榴辉岩相条件下准稳态的麻粒岩的变形初步实验研究表明,麻粒岩相变是非常缓慢的过程,很难导致地震,下地壳地震活动可能与含水矿物脱水和部分熔融有关。