【Nature】橄榄石晶体在地球上地幔扩散蠕变中的定向排列

（编译：周春银；来源：Nature-20131017）

(Abstract) 橄榄石在位错蠕变（dislocation creep）中所形成的晶格优选方位（crystallographic preferredorientation，CPO）被认为是地球上地幔弹性各向异性的主要成因，并被经常用来确定地幔流动的方向。但是，仍有一个基本问题有待解决，那就是橄榄石晶体的定向排列是否单独仅由位错蠕变而形成。本文报道了镁橄榄石（不含铁的橄榄石端元）在扩散蠕变中CPO的形成；CPO的强度和类型取决于温度以及熔体的出现，而这还控制着颗粒边界上晶面的形成。这些晶体学控制边界上的颗粒边界滑移以及相伴随的扩散作用将促进颗粒旋转，从而形成CPO。我们的研究表明，较强的径向各向异性很可能形成于熔体最初产生至强各向异性和低波速深度区间的温度条件下。相反地，较弱的各向异性则可能形成于几乎各向同性（均匀）的地幔条件下。我们认为，扩散蠕变才是地幔流动的主要形式。

（个人点评）

上地幔各向异性的成因一直是地球物理学家和实验岩石学家争论的焦点问题之一，上地幔矿物或多或少具有一些各向异性性质，尤其是橄榄石的各向异性，被认为是导致上地幔各向异性的主因。但是橄榄石在上地幔中的变形机制问题，仍然没有达成共识，关键是位错蠕变和扩散蠕变的争论，以及二者之间的转换。东京大学地震研究所Hinaga研究组这一最新报道，强调了扩散蠕变条件下橄榄石CPO的形成以及和上地幔各向异性的关系（如下图，原位Fig.5），与传统的位错蠕变观点不同。详细报道见Nature网站：http://www.nature.com/nature/journal/v502/n7471/full/nature12570.html