郭颖星， 朱涛， 郑军

1 中国地震局地球物理研究所， 北京 100081 2 中国地质科学院， 北京 100037

0 引言

地球物理探测结果揭示大陆中下地壳及上地幔顶部普遍存在着高导异常及各向异性特征(Shankland and Ander, 1983; Ogawa et al., 2001; Heinson et al., 2005; Worzewski et al., 2011; Ichihara et al., 2014, Ye et al., 2019)，其电导率可高达10-1S·m-1(Shimojuku et al., 2014)且无法用单一的机制解释(Jones, 1992).高导异常常见的成因理论——互联的颗粒边界熔体或流体(Gaillard et al., 2008; Yoshino, 2010; Baba et al., 2010)，矿物所含的水(Karato, 1990; Poe et al., 2010; Gardés et al., 2014)和颗粒边界包裹的石墨薄膜或其他高导电矿物(Watson et al., 2010; Wang et al., 2013)，在解释地壳普遍存在的各向异性及高导时均有一定的区域限制.下地壳在化学和物理性质上具有区域差异性(Rudnick and Fountain, 1995)，影响其电导率的因素也很复杂.实验研究显示，对于镁铁质麻粒岩占主导的下地壳，水的存在能显著改变其所含矿物的导电特性，例如，含水斜长石具有电导率各向异性(Yang, 2012)，而含有少量水的单斜辉石和斜方辉石电导率能达到地壳高导范围(Yang et al., 2011, 2012)，含辉石层和含斜长石层互相交叠时便可造成显著的各向异性(Yang, 2011).同时，也有研究认为下地壳的导电因子可能是一些微小的晶界成分，如孔隙流体和石墨薄膜(Hyndman et al., 1993)，MT探测研究中常将断裂带附近的高导现象解释为含盐流体的存在(Hyndman and Shearer,1989; Shimojuku et al., 2014; Guo et al., 2015; Sakuma and Ichiki, 2016)，而在火山地区，高导则常被归因为熔体的贡献(Ichiki et al., 2000; Li et al., 2020).相对于其他高导理论模型，石墨膜模型是一种具有较强区域限制性的高导机制，这一理论的提出可以追溯到约40年前(如, Alabi et al., 1975; Duba and Shankland, 1982)，由于石墨在深部地壳(和上地幔)中的稳定性受热力学因素控制，在呈氧化状态的深部地壳(和上地幔)，石墨很难大量存在(Wood et al., 1990)，但在一些呈还原环境的区域……