月幔条件下水在橄榄石中扩散的实验研究

利用高温高压实验技术,对月幔条件下水在橄榄石中的扩散行为开展实验模拟研究,考察氧逸度、压力和温度对水沿橄榄石晶体不同晶轴扩散速率的影响。实验结果表明:在高氧逸度条件下水在橄榄石中的扩散速率比低氧逸度条件下更高;扩散速率与温度正相关,与压力负相关;水沿橄榄石[100]轴的扩散速率较高,沿[001]轴的扩散速率较低,且随着压力的升高,扩散的各向异性减弱。月幔条件下,即使未完全饱和时橄榄石中的羟基含量仍超过10-4,因此橄榄石可成为月球深部水的重要储库。通过对比岩浆上升及喷发速率与水在橄榄石熔体包裹体中的扩散速率可知,熔体包裹体在岩浆上升过程中不会出现水的丢失,而在岩浆喷发过程中极有可能由于扩散作用而丢失大量的水。因此,前人根据橄榄石熔体包裹体所推测的月幔水含量有可能仅是下限值。研究工作为准确推演月球演化历史提供基础科学依据。