地幔过渡带Al_(2)O_(3)-SiO_(2)-H_(2)O体系的新含水相  

作　　者：王宝云 刘锦 付苏宇 肖璞 李立 丁兴[5] 肖万生[5] 

机构地区：[1]铜仁学院材料与化学工程学院,铜仁554300 [2]北京高压科学研究中心,北京100193 [3]Department of Earth and Planetary Science,the University of Tokyo,Tokyo 1130033,Japan [4]中国科学院广州地球化学研究所同位素国家重点实验室,广州510640 [5]中国科学院广州地球化学研究所矿物学与成矿学重点实验室,广州510640

出　　处：《中国科学：地球科学》2023年第4期714-722,共9页Scientia Sinica(Terrae)

基　　金：铜仁学院博士研究基金项目(编号:trxyDH2201);中国科学院战略性先导科技专项项目(编号:XDB42000000);国家重点研发计划项目(编号:2019YFA0708502)资助。

摘　　要：俯冲板片是地表水进入深部地幔的潜在载体,而含水矿物是其中的关键所在.因此,新含水相的发现对认识整个地球内部的水循环过程及效应具有重要意义.研究使用2500吨Sakura型多面顶大压机在Al_(2)O_(3)-SiO_(2)-H_(2)O体系合成了两个新的含水相,Al_(2)SiO_(6)H_(2)和Al_(5.5)Si_(4)O_(18)H_(3.5)(以下分别记为Psi相和Phi相),合成条件是15.5GPa、1400℃和17.5GPa、1600℃.Cr^(3+)的荧光光谱显示Psi相在687、693和705nm有特征峰,而Phi相在691、696和708nm有特征峰.单晶X射线衍射(SCXRD)结构精修表明两相属于单斜晶系(空间群P2_(1)),其理想化学式分别为Al_(2)SiO_(6)H_(2)和Al_(5.5)Si_(4)O_(18)H_(3.5).在常压300K条件,Psi相的晶格参数为a=(9.4168±0.0016)A、b=(4.3441±0.0007)A、c=(9.4360±0.002)A和β=(119.726±0.005)°;而常压250K条件下,Phi相的晶格参数为a=(7.2549±0.0018)A、b=(4.3144±0.001)A、c=(8.0520±0.002)A和β=(101.740±0.009)°.电子探针分析(EPMA)显示Psi相和Phi相的化学成分分别为Al_(1.99)Si_(0.85)O_(6)H_(2.62)和Al_(5.58)Si_(2.81)O_(18)H_(8.03),与从SCXRD测试得到的理想化学式略有偏差.这可能是在合成条件下,晶体结构中Al和Si无序或被H取代造成的.研究表明,Psi相和Phi相是地幔过渡带上部潜在的水载体,为理解深部水在这一区域如何赋存与分布提供了新的见解.

关 键 词：新含水相 地幔过渡带 Al_(2)O_(3)-SiO_(2)-H_(2)O体系 Al_(2)SiO_(6)H_(2) Al_(5.5)Si_(4)O_(18)H_(3.5) 

分 类 号：P542.5[天文地球—构造地质学]