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    在構(gòu)成地殼的玄武巖中，很多情況下都沒(méi)有含水礦物，而經(jīng)常有玻璃質(zhì)存在，玻璃質(zhì)中含有水。由夏成夷外海海底采集的新鮮玄武巖中，就含有0．3—0．7％的水（J．G．Mooe，1965）。即使地殼平均按含有0．5％的水來(lái)計(jì)算，其總量也只不過(guò)相當(dāng)于現(xiàn)在海水、極冰和沉積物中水總量的0．6％。

    地幔的質(zhì)量竟有地殼的170倍之多。因而，了解地幔中大致有多少水，這些水又是以什么狀態(tài)存在著？這對(duì)認(rèn)識(shí)地球上水的實(shí)質(zhì)，有重要的意義。
    不僅是地幔，水存在于巖石中的情況，也有兩種形式，種是以含水礦物的形式固定在礦物結(jié)晶中，一種是以游離的水存在。
    可以認(rèn)為，后者作為礦物中的流體包含物，或沿結(jié)晶與結(jié)晶之間的界面而存在。與此有關(guān)的“聚合水”的存在（B．V． Deryagin，1966）也不能忽視。按利平科特等人（E．R．Lippincott 等，1969）的報(bào)告，聚合水的折射率為1．48，密度為1．01—1．4克／厘來(lái)³，其粘度為普通水的15倍，在波長(zhǎng)2500－4000厘米^-1之間，不顯示紅外吸收，缺乏普通水中占優(yōu)勢(shì)的O—H伸縮振動(dòng)的吸收帶。而且是在“高度聚合了的水”這一意義下，提出“聚合水”這個(gè)名稱的。多諾霍（ Donohue，1969）曾用簇團(tuán)來(lái)表述聚合水，在單位簇團(tuán)的結(jié)構(gòu)中，有14個(gè)水分子的氧配置在斜方十二面體頂點(diǎn)上O－H…O的距離為2．44A。這個(gè)模式中密度最高為1．39。
    聚合水的另一重要特性是，小于500°C都穩(wěn)定。即蒸氣壓異常低，沸點(diǎn)很高。再有，聚合水不僅在毛細(xì)管中，而且在平面的石英板上也能生成（B．V． Deryagin，1968）。
    聚合水是否有可能存在于地幔中？作為高溫下穩(wěn)定粘稠的液體蔓延于結(jié)晶的界面，它是否進(jìn)行奇怪的化學(xué)反應(yīng)呢？
    普通水在374°C以上的溫度（超臨界狀態(tài)）早已不能是液體了。但是，譬如如說(shuō)在500°C，250千巴壓力的條件下，水蒸汽的密度竟達(dá)到2．16克／厘米³（M．H．Rice，1957），這比普通液體水為重。聚合水的存在雖然還很難說(shuō)已被確認(rèn)，但聚合水與高溫、高壓水蒸汽的化學(xué)性質(zhì)比較，是未來(lái)最有意義的研究問(wèn)題。
    且說(shuō)作為含水礦物在地幔的巖石中有可能存在的是角閃石、云母和蛇紋石等等?，F(xiàn)實(shí)地幔的巖石中所含有的角閃石為艽角閃石，分子式為NaCa₂ Mg₄Al₃Si₆O₂₂（OH）₂，含水量為2．2％。所含的云母根據(jù)金伯利巖的包含物來(lái)說(shuō)為金云母，分子式為 KMg₃ AlSi₃O₁₀（OH）₂含水量為4．3％，這種可能性最大。在自然界雖沒(méi)有發(fā)現(xiàn)，但在合成實(shí)驗(yàn)中，有類似的云母礦物（H₃O）₂ Mg₅Si₈O₂₀（OH）₄（C．B．Sclar和L．C．Ca－rrison，1966）和一種含水輝石Mg₂SiH₄O₆（C．B． Sclar等，1968）。
    圖3．11中表示出，久城（1968）決定其所收集的蛇紋石、透閃石和金云母的穩(wěn)定區(qū)域的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。結(jié)果表明，蛇紋石僅在大陸地區(qū)50公里以淺，在海洋地區(qū)30公里以淺是穩(wěn)定的。地殼與地幔的界面（莫霍面）在大陸地區(qū)平均深為35公里，而在海洋地區(qū)平均深度為6公里，所以蛇紋石僅在上地幔極淺的地方有存在的可能。從地震波的傳播速度來(lái)說(shuō)，地幔最上部的蛇紋石不超過(guò)10％。

    盡管角閃石的存在位置還有可能更深一些，但其下限大概不超過(guò)100公里。如果認(rèn)為水蒸氣壓比總靜水壓低很多，那么其下限應(yīng)進(jìn)一步擺在上方的位置。
    可以看出，金云母在三者之中于最深的地方才是穩(wěn)定的。甚至它的下限也許不超過(guò)150公里。如水蒸氣壓小于靜水壓，則其下限還應(yīng)該更往上提。
無(wú)論如何，在200公里以深，含水礦物似乎不太可能以穩(wěn)定狀態(tài)存在。即只有超臨界狀態(tài)的水有存在的可能。因?yàn)槠涿芏仍?和2之間，所以大概長(zhǎng)時(shí)間都集中于200公里以淺的部位，而且這些超臨界狀態(tài)的水為了維持含水礦物的存在而起著其應(yīng)有的作用。但是，這樣的狀態(tài)能長(zhǎng)期繼續(xù)嗎？超臨界狀態(tài)的水很快脫氣到地表，結(jié)果大概含水礦物物要分解吧！
    現(xiàn)在在上地幔，如果依然能維持上述含水礦物呈帶狀分布的格式，那么這個(gè)事實(shí)本身也或許能看作水以某種方式多少也由地表供應(yīng)一點(diǎn)的證據(jù)。
    現(xiàn)在就地幔200公里以淺來(lái)說(shuō)，假定在150公里到200公里金云母占1％，在100－150公里透閃石占1％，在100公里以淺蛇紋石占1％，就能推測(cè)出地幔中的水量為2×10²³克。該值為地殼中水量的10％。因此地球中水的含量也許不超過(guò)400ppm。

1）圖爾基恩和克拉克（1969）的看法中認(rèn)為：揮發(fā)性成分在聚集過(guò)程末期，向地球表層部位濃縮。