橄榄石中氢的实际溶解度及其对地幔中水储存的意义

水在地球上地幔的地球动力学过程中起着重要的作用，例如，氢（正如水）能影响部分熔融产生的岩浆的数量和组成，而微量氢（～0．001wt％的水）可使土地幔的主要矿物──橄榄石弱化。氢离子的迁移可能是造成较流圈异常高的电导率的主要原因。氢在地幔过程中的重要性必然取决于无水橄榄石中所储存的氢或水的数量以及氢在橄榄石晶格中所处的位置。本文报道了橄榄石单晶的水热实验结果，该实验表明，在1573K和50～30MPa下橄榄石能容纳0．0034wt％的水。氢的溶解度分别取决于氢逸度的一次方和氧逸度的二分之一次方，表明氢离子与氧的间隙或镁的空位有关。将我们的数据外推至大洋地区～100km深处，可得出氢的实际溶解义（0．03wt％的水），经证实橄榄石可能确实是上地幔中氢的主要储体。