大地电磁测深(MT)研究表明大陆下地壳以10-4-10-1S/m的高电导率为特征,而上覆的上地壳和下伏的上地幔一般表现为低导。近年来对大陆下地壳的主要组成矿物的电导率高温高压实验表明,温度和矿物成分是影响电导率的主要因素。迄今为止有关下地壳岩石的电导率实验主要集中在镁铁质麻粒岩,其电导率主要由名义上无水的单斜辉石、斜方辉石和斜长石控制。由于大陆下地壳的物质组成不均一性,对辉石岩和长英质片麻岩的电导率测量将有助于解释大陆下地壳电导率的变化。本研究采集了华北克拉通汉诺坝玄武岩携带的榴辉岩相石榴辉石岩和麻粒岩相斜长辉石岩包体,以及恒山-五台地区出露的太古代长英质片麻岩。电导率测量在德国法兰克福大学地球物理实验室的活塞-气缸高压装置上进行,在1.0-1.2GPa和300-900°C条件下测量电阻抗。随着温度的增高,电导率增高。温度(T)与电导率(6)的关系符合Arrhenius方程σ=60exp(-△H/kT),其中k为Boltzmann常数,AH为活化焓,60为指前因子。麻粒岩相斜长辉石岩和长英质片麻岩的指前因子相近,分别为5.5-17.1S/m和2.5-9.8S/m；活化焓也接近,分别为0.76-0.95eV和0.83-0.85eV。而榴辉岩相石榴辉石岩的指前因子则为97.5S/m,活化焓高达1.27eV。根据矿物化学组成和含水量的测量结果,榴辉岩相石榴辉石岩中单斜辉石的铁含量和水含量都比麻粒岩相斜长辉石岩的辉石低,这可能为二者活化焓差异的原因。近年来在华北克拉通开展的MT剖面揭示了下地壳高导层的横向不均一性。根据华北克拉通的大地热流值和地壳结构,我们计算了MT测线经过的主要地质单元的地温曲线。将实验室获得的岩石电导率外延至不同的地温条件下,并与MT结果对比。发现同一深度下地壳电导率的变化主要受温度影响,麻粒岩相斜长辉石岩与长英质片麻岩具有相近的电导率。而在不同的地温条件下,麻粒岩相斜长辉石岩和长英质片麻岩的电导率要比榴辉岩相石榴辉石岩高1-2个数量级。麻粒岩相斜长辉石岩的形成深度在33-40km的下地壳底部,而榴辉岩相石榴辉石岩形成在40-45km的壳幔过渡带下边界,是大陆下地壳岩浆底侵的主要产物。因此,岩浆底侵将会导致岩石学定义的壳—幔边界比MT揭示的壳—幔边界更深。我们的结果为研究大陆壳-幔边界的相互作用提供了新的信息。