下地幔流变学性质的高温高压实验研究进展

引用此文: 徐放，费宏展，张宝华.2025. 下地幔流变学性质的高温高压实验研究进展.矿物岩石地球化学通报，44（1）：10–20

Xu F，Fei H Z，Zhang B H. 2025. Recent progresses of high-pressure and high-temperature experimental researches on rheological properties of the lower mantle. Bulletin of Mineralogy， Petrology and Geochemistry，44（1）：10–20

虽然我们对下地幔对流模式、板块俯冲与滞留机制、LLSVPs的物质组成等下地幔流变学相关的关键科学问题的认识一直在增强，但也依然还有诸多问题有待解决。针对这些问题，实验流变学的主要研究方向包括：

（1）实验技术方面进一步拓展变形实验的压力范围，从下地幔顶部至1000 km深度的高黏度层甚至下地幔底部LLSVPs的深度，查明压力对不同矿物变形规律以及强度的影响，更好的解释高黏度层的成因以及LLSVPs的流变学稳定性。

（2）接近真实地幔的变形条件是更好理解下地幔动力学的关键。一方面需要从单矿物体系到多矿物体系的流变学性质拓展，另一方面需要考虑真实地幔流变速率与实验中近十个数量级的区别。实验中更谨慎的分析和应用变形机制，并结合间接的手段来约束下地幔矿物的流变学性质。

（3）利用高温高压大腔体实验设备在地球深部温压条件下进行变形实验，并结合同步辐射技术原位测定样品的应力与应变速率以计算黏度依旧是研究下地幔物质流变学性质最直接的方法。随着安装有D-DIA流变仪的上海同步辐射中心BL12SW线站的投入使用（Yang et al.，2024），更多的运用同步辐射实验技术来研究下地幔矿物的黏度得以开展，并可以结合间接手段的结果讨论矿物的变形机制。