第八届青年地学论坛

含水矿物是深部地幔中水（氢）的主要宿主，也是地表和地球深部间水（氢）循环的重要载体。许多高温高压研究对含水矿物的相稳定性、水容量、物理化学性质等进行了探索；然而，地幔氧逸度对深部水（氢）赋存与循环的的影响仍较少被关注。近期的矿物物理、金刚石包裹体及陨石冲击脉研究均表明，深部地幔硅酸盐的歧化反应和俯冲带的蛇纹石化反应可能会在地球深部产生一定量的金属铁，使地幔氧逸度趋向还原，并显著影响包括氢在内的挥发分在深部地幔的赋存状态和循环方式。本研究利用多面砧压机和激光加热金刚石压腔，对金属铁与水及一些地幔和俯冲带常见含水矿物间的反应开展高温高压实验。研究发现，金属铁可以与水及各种含水矿物发生氧化还原反应使其脱水，产生还原性的铁氢或氢；同时，金属铁自身将被氧化，从而提升地幔氧逸度。这些结果说明，含水矿物与还原性地幔间的氧化还原反应可能是地球深部水（氢）循环和氧逸度演化的重要环节。一方面，反应将部分氧化态的水转变为了还原态的氢或铁氢，改变了氢循环载体并增加了循环效率；另一方面，反应氧化了地幔，在长期的地幔对流中可能对地幔和地表的氧逸度产生显著影响。

含水矿物,氧逸度,高温高压实验,深部氢,氧化还原反应