地幔硫化物的物理化学性质及其地质意义

作     者：张舟 ZHANG Zhou

作者机构：浙江大学地球科学学院杭州310027 

出 版 物：《岩石学报》 (Acta Petrologica Sinica)

年 卷 期：2023年第39卷第1期

页      面：83-92页

核心收录：

学科分类：070902[理学-地球化学] 0709[理学-地质学] 07[理学] 070901[理学-矿物学、岩石学、矿床学] 0704[理学-天文学] 

基　　金：中央高校基本科研业务费专项资金(226-2022-00176)资助. 

主　　题：硫化物 高温高压实验 亲硫元素 亲铁元素 分配系数 地幔 早期地球 火星 月球 水星 

摘      要：地幔硫化物是地球亲硫、亲铁元素的重要载体,与硅酸盐矿物有很大的物理性质上差别,它在高温高压条件下的物理化学性质是认识地幔物质组成及其不均一性的重要内容。此外,早期地球、火星、水星和月球幔部来源的硫化物对认识行星演化具有重要意义。地幔硫化物的存在条件、赋存方式以及元素分配系数受到硫化物和硅酸盐体系的化学平衡控制;硫化物在流体介质和固体介质中的迁移可以分别用斯托克斯方程和表面张力模型进行解释。基于目前的天然样品和实验研究结果,本文提出了地幔硫化物物理化学性质研究中尚存在的问题,并作展望:高温高压实验制约分配系数适用的元素含量远高于天然样品,导致亨利定律并不一定适用,要求开展元素含量更低的实验并进行测试;现有的线性或自然对数的经验方程不能准确描述硫化物-硅酸盐体系,机器学习可能揭示其错综复杂的热力学关系;硫化物熔体在深部地幔硅酸盐矿物表面的分布尚不清楚,对极端条件下的静水压力实验提出了需求。