地幔底部异常区域的形成和存活的物化机理分析

解读地幔内部的横向不均匀结构中所反映出它的物理化学性质的变化信息是人们探究地幔精细构造的关键。依据地幔矿物物理学的理论和一些地球物理观测结果（δlnρ〉0，δlnVφ〉0，δ1nVs〈0，δT〉0），估计了在太平洋中部以及非洲大陆下靠近地幔底部的异常区域内铁和硅的含量变化的比值范围。结果表明，在那些异常区域内铁和硅的含量同时增加，它可能与方镁铁矿在地幔底部温压条件下发生相分离相关。实验证实在那些条件下方镁铁矿（Mg，Fe）O能分解为一个较轻的富含镁相和一个较重的富含铁相，并且较轻的富含镁相可以随地幔上升流上浮，导致富含铁和硅的矿物集沉积在那些异常区域内。按照这个思路，所导致的铁和硅含量变化的比值是在基于地球物理观测结果所估计的铁和硅含量的变化比值范围内，而且可以判定，核幔边界处外核材料局部地进入地幔底部引起铁的含量进一步地增加也可能同时发生在异常区域内。另外，硅含量的增加能够导致粘性上升，因此，由于地幔材料不充分地搅拌使得化学组分分异区域能够在地质时间尺度上的存活成为可能。

An Analysis of Physical-chemical Mechanisms for Formation and Survival of the Anomalous Domains Near the Base of the Earth's Mantle