火山喷发活动极大地威胁着人类和环境的安全,充分了解火山下岩浆储库的状态对评估火山喷发的可能性具有重要的意义。地球物理学与岩石学研究结果为我们提供了岩浆储库的部分物理化学信息(所处的位置、温度、挥发分含量等)与电性结构(电导率)。电导率是硅酸盐熔体一项重要的物理性质,它与熔体的成分、温度和压力条件密切相关。近年来,高温高压条件下原位测定硅酸盐熔体的电导率为解释地球物理观测资料、解析岩浆储库状态提供了重要依据。虽然前人对很多酸性到基性的熔体已经开展了电导率实验测定,但是所报道的大部分都是钙碱性系列熔体,对于具有高碱含量尤其是高钾熔体电导率仍严重缺乏了解。本研究在活塞圆筒压机中1073-1823 K和0.5-1.8 GPa条件下,用阻抗分析仪测定了水含量为0.03-2.59wt%的钾玄质(或称高钾粗面安山质)熔体的电导率。实验结果显示,与其他硅酸盐熔体电导率变化特征相似,钾玄质熔体电导率随温度的升高而升高、随压力的增大而降低、随水含量的增大而升高。钾玄质熔体的活化体积相比先前报道的其他硅酸盐熔体活化体积要低,表明压力对钾玄质熔体电导率的影响较小;而水和温度对钾玄质熔体电导率的提升作用较强。通过拟合实验数据,我们建立了钾玄质熔体电导率随温度、压力、水含量变化的定量模型:logσ=4.76-0.67w-6763.0-1565.2w+294.7P/T式中,σ为熔体电导率(S/m),w是熔体中的水含量(wt%),P是压力(GPa),T是温度(K)。水和温度对钾玄质熔体电导率强烈的提升效应与除Na+以外的其他阳离子(K+,Ca2+,Mg2+)的显著贡献有关。水对熔体电导率的提升作用主要是通过降低熔体粘度和提高阳离子的活动性实现的,而OH-对钾玄质熔体电导率的直接贡献较小。我们运用钾玄质熔体电导率模型,对中国东北五大连池火山区的大地电磁测深结果进行了解读。我们推断五大连池火山区火烧山下的岩浆储库当前的熔体分数为2-17 vol%,尾山下岩浆储库熔体分数为12 vol%。