地幔内板片俯冲运动模式及其大地构造意义 ——俯冲的屏障与穿越机制

地震层析成像揭示了地幔内存在俯冲板片的重要证据,它们涉及多种几何形态和运动方式,地幔过渡带为其下沉的重要屏障,俯冲板片在这里发生停滞、变形和岩石圈物质积累。板片在个别地区可以俯冲到地核—地幔边界,堆积形成板块墓地,造成D″ 层物质组成和热学的不均一性。高温高压实验以及流变学计算模拟,对地幔组成及其物性提供了新的制约,板片俯冲地幔过程中,涉及矿物相变、黏度、密度、力学强度等因素的制约,地幔过渡带为俯冲重要屏障和相变界面。围绕板片俯冲的研究,提出地幔整体对流的新模式,板块墓地与超级地幔柱具有成因联系,成为全球地幔对流的重要环节,有待深入研究。板片俯冲是浅表板块构造与深部超级地幔柱的联系纽带和重要驱动力。     

深源地震机理的新认识—反向裂隙断层作用

高温高压实验研究表明，地幔矿物相变与深源地震有着密切的关系。在具有放热效应的橄榄石－尖晶石相变过程中形成的反向裂隙是诱发深源地震的主要原因；而发生在下地幔的相变作用（假如钛铁矿－钙钛矿相变）因其具有吸热效应的特征，不形成反向裂隙，从而导致深源地震终止于下地幔顶界。     

深源地震机理的新认识──反向裂隙断层作用

高温高压实验究表明，地幔矿物相交与深源地震有着密切的关系。在具有放热效应的橄榄石一尖晶石相变过程中形成的反向裂隙（ａｎｔｉｃｒａｃｈ）是诱发深源地震的主要原因；而发生在下地幔的相变作用（例如钛铁矿－钙钛矿相变）因其具有吸热效应的特征，不形成反向裂隙，从而导致深源地震终止于下地幔顶界。     

雷琼新生代玄武岩中地幔岩包体矿物中的流体─熔体包裹体的REE组成特征

雷琼地区新生代玄武岩中地幔岩包体的１２件单矿物稀土元素中子活化分析表明，雷州和琼北地幔岩包体中不含流体－熔体包裹体的同类矿物的ＲＥＥ组成有明显差异，反映了雷州与琼北玄武岩地幔源区ＲＥＥ组成的不均一性。通过对比同一地幔岩包体中含包裹体与不含包裹体相同矿物的微量元素组成，发现雷琼地幔岩包体矿物中的流体－熔体包裹体富含ＲＥＥ，尤其是ＬＲＥＥ；并且不同产地地幔包体同类矿物中和同一包体不同矿物中包裹体的丰度及其ＲＥＥ含量也有明显差异，表明地幔流体本身也存在不均一性。     

雷琼新生代玄武岩中地幔岩包体矿物中的流体—熔体包裹体的REE组成特征

雷琼地区新生代玄武岩中地幔岩包体的１２件单矿物稀土元素中子活化分析表明，雷州和琼北地幔岩包体中不含流体－熔体包裹体的同类矿物的ＲＥＥ组成有明显差异，反映了雷州与琼北玄武岩地幔源区ＲＥＥ组成的不均一性。通过对比同一地幔岩包体中含包裹体与不含包裹体相同矿物的微量元素组成，发现雷琼地幔岩包体矿物中的流体－熔体包裹体富含ＲＥＥ，尤其是ＬＲＥＥ；并且不同产地地幔包体同类矿物中和同一包体不同矿物中包裹体的丰度     

地幔中水的赋存状态的研究进展

地幔水不仅对地球物理场的性质有重要影响，而且对地球化学动力学，地幔横向不均一性、地幔对流、低速层、板块俯冲、相平衡、熔融行为、深部地质灾害以及成矿作用等都具有重要意义，因此，地幔水的研究早已引起人们的重视。为了探讨水在地幔过程中的作用，必须搞清楚水的赋存状态。研究表明，地幔中水的储存形式主要有三种：以ＯＨ形式储存的矿物中，以自由相形式存在以及溶解在熔体中，本文对地幔中水的赋存状态研究进展作了综述，     

峨眉山玄武岩地幔源成分及其变化的微量元素标志

根据峨眉山玄武岩系岩石的稀土元素、不相容元素特征，估计了产生其母岩浆的地幔源成分。讨论了地幔平衡部分熔融和岩浆分离结晶过程中强不相容元素与一般不相容元素的比值变化后，提出用双对数图解来判别地幔成分、元素总分配系数及母岩浆形成时地幔熔融度的原理。根据Ｌａ，Ｃｅ和Ｓｃ，Ｙｂ在地幔－岩浆过程中地球化学特征，运用上述原理，讨论了峨眉山玄武岩系母岩浆的地幔成分及其变化，计算了地幔矿物相组成和部分熔融度。     

地幔中的化学界面

尽管在４００ｋｍ和６５０ｋｍ深度附近的地震不整合主要是由于相变，但在均一的地幔中它们却不一定是平衡相的界面。４００ｋｍ附近地震波速的跳跃很小以致不是在橄榄石或者橄榄－斜方辉石类为主的地幔岩中相变的结果。     

地幔交代作用与地幔流体

简要综述了地幔交代作用的特征、研究现状及研究热点，阐明了地幔流体在地幔中的宏观、微观分布及其交代作用机理。地幔交代作用及地幔流体的研究，将促进我们进一步认识岩石圈地幔的演化及不均一特征。     

机器学习在地幔地球化学研究中的应用

高温高压条件下的热力学平衡是开展地幔地球化学研究的重要基础。目前，对地幔条件下矿物和熔体的热力学平衡的认识还存在一些不足，即地幔地球化学的实验和天然样品数据(压强、温度和成分等)构成的高维度矩阵中离散点之间的关系还未被充分厘清。机器学习是挖掘数据的有效工具，通过回归、分类等算法，可以为地幔条件下的热力学平衡提供新认识。已开展的实例研究包括温压计、熔体中元素的溶解度、矿物的三价铁含量、判断地幔捕掳体是否发生交代作用、判断样品是否发生氢扩散作用，等等。本研究方向的发展还需要机器学习方法的普及、基础数据库正确率和数据质量的提高以及算法的改进。     

地幔柱理论研究概述

本文介绍了地幔柱理论研究的一系列进展，诸如地幔柱特征，动力学主模式及其一系列地质铲应；阐明了地幔柱构造与板块构造的关系，地幔柱理论涉及的是地幔深部物质垂直运动的机制，其研究对于进一步了解地球深部动力学机制有重大意义。     

次大陆和海底地幔矿物中全球广泛产出的富二氧化硅熔体

来自地球上地幔的岩石样品，通常间接地显示化学的证据。这种化学变化或“交代作用”，可通过两条途径来识别：（１）外来矿物的沉积：（２）具有包括富呷及其它“不相容”元素在内的化学指纹在地幔岩石总成分上的叠加。我们通过调查地幔矿体所捕获的熔体和流体包裹体，更直接计研究了是质的化学成分。     

新疆库地蛇绿岩中变质橄榄岩的结构、矿物组合及其成因——兼论地幔部分熔融及其产物的正确表述

新疆库地蛇绿岩中的变质橄榄岩具有呈网络状的二级粒序结构。第一级粒序由发育地幔塑性变形组构的粗粒橄榄石、斜方辉石及少量单斜辉石和尖晶石组成。第二级粒序由充填在第一级粒序颗粒之间的微粒矿物组成，在这种粒序中发现了四种含透闪石的矿物组合，它们是由残余地幔岩经过地幔交代作用和部分熔融作用形成的。同时还研究了铬铁矿中的矿物化学组成和成因。在此基础上，提出了上地幔岩初始熔体和部分熔融特征表述的设想     

中国东部岩石圈地幔的演化——地幔岩捕虏体微量元素的证据

对中国东部赋存于新生代玄武岩中的地幔岩捕虏体的全岩和单斜辉石等作了主元素和微量元素分析，证实了二辉橄榄岩及其单斜辉石在主元素有连续变化的趋势，反映了具部分熔融后残留相的性质。方辉橄榄岩及其中的单斜辉石的主元素，Ｎｄ／Ｙｂ，Ｔｉ／Ｚｒ和Ｓｒ／Ｚｒ值与二辉橄榄岩的同类矿物是不连续过渡。     

新疆库地蛇绿岩中变质橄榄岩的结构、矿物组合及其成因——兼论地幔部分熔融及其产物的正确表述

新疆库地蛇绿岩中的变质橄榄岩具有呈网络状的二级粒序结构。第一级粒序由发育地幔塑性变形组构的粗粒橄榄石、斜方辉石及少量单斜辉石和尖晶石组成。第二级粒序由充填在第一级粒序颗粒之间的微粒矿物组成，在这种粒序中发现了四种含透闪石的矿物组合，它们是由残余地幔岩经过地幔交代作用和部分熔融作用形成的。同时还研究了铬铁矿中的矿物化学组成和成因。在此基础上，提出了上地幔岩初始熔体和部分熔融特征表述的设想。     

地幔矿物岩石的电导率研究进展

电导率高压测量技术的完善 ,使得人们在就位测量条件下获得了一系列地幔高压相矿物的电导率。由此 ,在回顾近几年地幔矿物岩石电导率的测量结果时 ,重点介绍了地幔高压相矿物的电导率研究。文中还介绍了根据地幔矿物岩石电导率数据而获得的电传导机制研究结果以及基于实验室电导率数据建立的电导率模型。近年来的研究结果表明 ,当在实验条件控制较好的高压装置上测量电导率时 ,实验室的电导率数据应该可以用来帮助电磁学家约束对野外数据的解释。     

地幔交代作用：研究进展、问题及对策

有关地幔交代作用的研究始于７０年代早期。近２０年来研究工作的贡献是使人们对与地幔演化和不均一性有关的地幔交代作用特征和交代作用机制有了更多的了解，地幔交作用很复杂，它取决于交代作用发生的时间、构造环境、交代介质的种类以及与不同深度地幔内各种地质事件有关的流体的组成。进一步深入开发有关交代作用成因、机制及其与各种地质事件关系的研究，对于深入认识岩石圈地幔的演化和不均一特征具有十分重要的意义。对不同构     

金刚石及相关矿物岩石—大陆深部地幔成矿及动力学的重要示踪体

本文系统介绍了大陆深部地幔成矿及动力学信息的重要载体－金刚石及其相关矿物岩石的一些重要研究进展,并对大陆深部地幔成矿及动力学研究及有关领域发展趋势进行了评述。     

地幔中水的存在形式和含水量

水以含水变质矿物、无水硅酸盐矿物(橄榄石、辉石等)及其高压结构相(β橄榄石、γ橄榄石、钙钛矿相、方镁铁矿等)、高密度含水镁硅酸盐和熔体的形式存在于地幔各层圈中。根据各类玄武岩水含量推断出的上地幔源区的水含量,和由地幔岩主要矿物———橄榄石的水含量估算出的上地幔水含量(质量分数)很接近,在0.02%左右。以橄榄石和辉石高压相的水含量为依据,进行了过渡带和下地幔水含量的估算,其结果是:过渡带和下地幔上部的水含量(质量分数)为1.48%,下地幔下部水含量(质量分数)为0.21%。据此,计算出的地幔各层圈的总水量表明,地幔水的74%以上存在于过渡带和下地幔上部。将地幔总水量和现代海洋总水量之和作为地球总水量,计算出现代海洋总水量约占全球总水量(质量分数)的6.6%,这个结果与笔者根据地球的球粒陨石成分模型计算出的总水量(6%)十分接近。     

地幔中铀的存在状态及其地球化学含义

用235U诱发裂变径迹法对地幔岩捕虏体中铀的分布、含量及存在状态进行了详细的镜下径迹统计,以揭示铀元素在地幔岩中的种种存在状态和分布规律。在此基础上进一步把铀作为不相容元素群的示踪剂(tracer),指示地幔流体在深部地幔岩中的活动轨迹。结果表明,地幔流体能够渗透到各造岩矿物颗粒间隙、浆胞、蚀变边和晶体内部超微裂隙之中(此裂隙宽度很小,约为0.00 n~0.0 n mm)。地幔流体残渣呈极易浸出的非矿物形式的烃碱性物质吸附在超微裂隙之中(浸泡液pH>10)。通过浸泡结果能够大体窥知当初地幔流体的可能地球化学成分。