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    在構成地殼的玄武巖中，很多情況下都沒有含水礦物，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％的水來計算，其總量也只不過相當于現(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？這對認識地球上水的實質(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晶中，一種是以游離的水存在。
    可以認為，后者作為礦物中的流體包含物，或沿結晶與結晶之間的界面而存在。與此有關的“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）的報告，聚合水的折射率為1．48，密度為1．01—1．4克／厘來³，其粘度為普通水的15倍，在波長2500－4000厘米^-1之間，不顯示紅外吸收，缺乏普通水中占優(yōu)勢的O—H伸縮振動的吸收帶。而且是在“高度聚合了的水”這一意義下，提出“聚合水”這個名稱的。多諾霍（ Donohue，1969）曾用簇團來表述聚合水，在單位簇團的結構中，有14個水分子的氧配置在斜方十二面體頂點上O－H…O的距離為2．44A。這個模式中密度最高為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，沸點很高。再有，聚合水不僅在毛細管中，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晶的界面，它是否進行奇怪的化學反應呢？
    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，譬如如說在500°C，250千巴壓力的條件下，水蒸汽的密度竟達到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已被確認，但聚合水與高溫、高壓水蒸汽的化學性質(zhì)比較，是未來最有意義的研究問題。
    且說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說為金云母，分子式為 KMg₃ AlSi₃O₁₀（OH）₂含水量為4．3％，這種可能性最大。在自然界雖沒有發(fā)現(xiàn)，但在合成實驗中，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)域的實驗結果。結果表明，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說，地幔最上部的蛇紋石不超過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100公里。如果認為水蒸氣壓比總靜水壓低很多，那么其下限應進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150公里。如水蒸氣壓小于靜水壓，則其下限還應該更往上提。
無論如何，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。因為其密度在1和2之間，所以大概長時間都集中于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有的作用。但是，這樣的狀態(tài)能長期繼續(xù)嗎？超臨界狀態(tài)的水很快脫氣到地表，結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，那么這個事實本身也或許能看作水以某種方式多少也由地表供應一點的證據(jù)。
    現(xiàn)在就地幔200公里以淺來說，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400ppm。

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