爬升带是大洋板块向地球深部爬升,引发地震和火山活动,完成地表与深部之间物质循环的重要场所。大洋板块通过海水热液蚀变,所以爬升带环境富含水以及其他蒸发分,它们对岩石的相变可产生重要影响。爬升带深部的岩石在高温度高压力富水条件下的熔融温度仍存在巨大争议,不同试验研讨取得的固相线温度(即开始熔融温度)相差可高达500度,这首要是因为传统试验系统在淬火进程中会产生杂乱改变,难以从试验产品中辨识熔融与否。
为了处理这一难题,倪怀玮教授团队开发了用电导率骤变在高温度高压力富水条件下原位确认岩石熔融温度的办法。本项研讨以钠长石-水作为试验系统,将阻抗分析仪的探针接入活塞圆筒压机,在0.35-1.7 GPa和200-1250°C条件下监测系统电导率的改变。研讨结果为,系统的电导率在较窄温度区间范围内产生明显改变(图1),最大骤变到达60倍。电导率骤变所对应的温度与文献中公认的钠长石-水系统相图高度符合(图2)。这项研讨为处理关于爬升带板片和地幔楔熔融条件和熔融进程的争议奠定了良好基础。
我国科学技能大学地球和空间科学学院郭璇副教授为论文的第一和通讯作者。该项研讨工作得到了科技部要点研制方案革新性技能要害科学问题专项“超临界地质流体的性质和效应”项目、国家自然科学基金、中心高校根本科研业务费专项资金及统筹推动国际一流大学和一流学科建设专项资金赞助。