水可以羟基的形式广泛存在于上地幔的名义上无水矿物中,例如:橄榄石、辉石、石榴子石等,并对矿物的物理化学性质、组构和流变学性质有着重要影响。前人已发现克拉通金伯利岩携带的橄榄岩包体和橄榄石巨晶的含水量差异很大,暗示了克拉通岩石圈地幔的含水量不均一分布。西伯利亚克拉通Udachnaya金伯利岩筒喷发于360Ma,携带了大量新鲜的橄榄岩、榴辉岩和麻粒岩包体,提供了认识稳定克拉通岩石圈地幔的变形特征与含水量分布的窗口。本研究选取Udachnaya金伯利岩筒携带的9个石榴二辉橄榄岩包体,测量了全岩和单矿物的主量元素和微量元素,并使用傅里叶变换红外光谱(FTIR)测量了橄榄石、辉石和石榴子石的含水量,使用电子背散射衍射技术(EBSD)分析了橄榄石和辉石的晶格优选定向。橄榄岩样品可分为三组:橄榄糜棱岩、初糜棱岩化橄榄岩、粗粒橄榄岩。橄榄石Mg#为90.4-91.6,斜方辉石Mg#为91.6-92.6,单斜辉石Mg#为89.9-93.0。单斜辉石的微量元素显示出硅酸盐熔体和碳酸盐熔体的地幔交代特征。根据矿物温压计估算橄榄岩的平衡温度为846-1276℃,压力为4.0-5.2GPa。粗粒橄榄岩的温压条件符合35mW/m2的地热曲线,而其它橄榄岩温压均指示较高的地温梯度。9个橄榄岩样品的橄榄石含水量为34-166ppm H20,斜方辉石含水量为32-126ppm H20,单斜辉石含水量为83-166ppm H20,石榴子石含水量为7-46ppm H20。橄榄石发育了不同的组构类型:4个橄榄糜棱岩的重结晶细粒橄榄石发育以[100](001)为主控位错滑移系的E型组构;4个初糜棱岩化橄榄岩和1个粗粒橄榄岩中的橄榄石主要发育以[100](010)为主控位错滑移系的A型组构。与韧性变形的橄榄岩相比,粗粒橄榄岩的橄榄石含水量显著偏低,可能还保留了克拉通岩石圈地幔早期部分熔融后残留的贫水特征。橄榄糜棱岩和初糜棱岩化橄榄岩受到地幔交代作用的影响,含水量增加,并导致应变集中。计算的橄榄岩地震波性质表明:橄榄岩的地震波各向异性受控于橄榄石的组构,最快P波速度(Vpmax)的方向都平行于线理方向。橄榄糜棱岩样品的Vpmax为8.47-8.84km/s,P波各向异性为3.4%-10.7%;初糜棱岩化橄榄岩样品的Vpmax为8.4-8.59 km/s,P波各向异性2.2%-7.5%;粗粒橄榄岩样品的Vpmax为8.7 km/s,P波各向异性为8.2%。西伯利亚大火成岩省的形成时间为～250Ma。结合前人的含水量测量工作,在360 Ma地幔交代作用已导致西伯利亚克拉通岩石圈地幔130-220km的深度相对富水,应变集中并形成以橄榄石E型组构为特征的地幔剪切带。由于水可以显著降低橄榄岩的熔点,当来自深部的地幔柱抵达西伯利亚克拉通岩石圈-软流圈边界时,富水岩石圈地幔可发生大规模熔融并参与西伯利亚大火成岩省的形成。