综述：冰岛地壳中的深部导电层

这篇综述系统梳理了冰岛地壳深部导电层（DCL）的发现历程与成因假说，整合了大地电磁（MT）、地震波各向异性及实验岩石学数据，提出在厚（20–40 km）、冷（≤950°C）的洋壳背景下，DCL可能由铁钛氧化物或含水矿物（如角闪石）的固态传导机制主导，局部火山系统则与熔体活动相关。

　　

Abstract
冰岛地壳中5–15 km深度存在的深部导电层（DCL）自1970年代MT探测发现以来，其成因始终是未解之谜。早期认为与薄热地壳下的部分熔融有关，但后续地震与重力研究揭示冰岛地壳实际厚达20–40 km且温度较低（≤950°C）。DCL位于脆-韧性转换带之下，与已知地震特征无直接关联。最新MT数据表明，DCL在中央火山下方隆起，并呈现电导率各向异性——沿扩张方向的导电性优于构造断裂方向。

Introduction
冰岛作为大西洋中脊上的巨型玄武岩陆块，其异常厚地壳的形成机制存在争议：地幔柱模型与残留陆壳模型针锋相对。MT探测揭示的DCL在早期被误判为地幔熔融体，但厚冷地壳模型要求新的解释框架。

The Magnetotelluric (MT) method
MT技术通过天然电磁场波动反演地下电导率结构，对DCL的总电导（1至数kS）和电阻率（约10 Ω·m）约束明确，但厚度与绝对电导率存在解耦效应。

Older MT measurements
20世纪MT勘测显示DCL在冰岛广泛分布（图2a），避开雷克雅内斯半岛西部，其深度在中央火山区抬升至10 km以浅，向第三纪单元逐渐加深。

Possible conduction mechanisms
DCL高导机制需结合地质背景分析：

1. 熔体传导：仅适用于火山通道系统，局部熔体含量需达5–10%方能解释观测电导率；
2. 固态传导：
   • 铁钛氧化物（如钛铁矿）在低温下呈现半导体特性；
   • 含水矿物（角闪石、云母）脱水反应可产生质子传导；
3. 各向异性成因：下地壳韧性流动导致矿物定向排列，使平行扩张方向电导率提升。

Discussion
地震波各向异性与MT数据共同支持DCL的双重属性：火山区下方熔体主导，非火山区则以固态传导为主。铁钛氧化物与含水矿物的实验电导率曲线（图8）与DCL观测值高度吻合，但需考虑氧逸度（fO₂）与水活度的联合调控。

Conclusions
DCL的分布模式为冰岛地热资源勘探提供新思路——其浅部隆起与低温地热区的空间关联暗示深部热传输机制。未来需结合矿物电导率实验与三维MT成像，进一步厘清地壳增生过程中熔体运移与矿物相变的耦合关系。