板块俯冲带和地幔楔中普遍存在蛇纹石化,一般认为,由于蛇纹石特殊的物理性质(例如,低密度、低波速和高水含量),它的存在及含量与俯冲带的变形过程密切相关。目前,俯冲带的蛇纹石化程度即蛇纹岩含量主要是通过地震波低速或高泊松比异常进行估算(波速越低蛇纹岩含量越高)。然而,人们对蛇纹岩的地震波性质了解尚不够深入,特别是遭受各种变形后形成不同样式的波速各向异性,使问题更加复杂化。所以,进一步开展蛇纹岩地震波性质实验研究,有助于更加精确地估算俯冲带蛇纹石的含量,解释俯冲带的精细结构和变形特征。蛇纹石按其结构分成三种：利蛇纹石、纤蛇纹石和叶蛇纹石,其中利蛇纹石和纤蛇纹石为低温型蛇纹石,仅在300℃以下稳定,叶蛇纹石为在一个宽的温度范围内稳定存在(P=2.5 GPa围压时,700℃)的高温型蛇纹石。前人所研究的蛇纹岩和蛇纹石化超基性岩中含的主要是低温型蛇纹岩,其结果无法应用于温度高于300℃的俯冲板块和地幔楔,若用之解释地震层析成像资料必然会导致对高温的弧前地幔楔中蛇纹石化程度的误判。本文以位于辽宁省的古元古代辽河群大石桥组碳酸盐岩层中经热液交代作用形成的蛇纹岩(俗称岫玉,叶蛇纹石含量>90%)为研究对象,综合应用显微结构分析、化学分析、X粉末衍射、红外光谱、热分析等方法查明主要矿物成分及其物相,采用以面理、线理为基准的三个相互垂直方向制取圆柱状样品,对17组叶蛇纹岩(叶蛇纹石蛇纹岩)样品在不同围压条件下(0-600 MPa)进行了波速测量和各向异性分析,并且对测试结果进行V(P)=Vo+DP-Bo exp(-kP)的函数拟合。实验结果表明,600 MPa围压下测量的叶蛇纹岩样本的纵波速度从6.241 km/s变化到7.417 km/s,平均值为6.731 km/s。对其进行与蛇纹石含量的函数拟合,拟合公式为Vp=8.10-1.42(?)为高温型蛇纹石含量,得出600 MPa下高温型纯叶蛇纹岩的波速为6.68 km/s,比对应的低温型蛇纹岩5.10km/s的波速大1.58 km/s。计算表明,用高温型蛇纹岩的关系式进行蛇纹石含量估算应是先前在低温型蛇纹石化基础上估计的值的两倍以上。高温下,叶蛇纹石通过发生位错滑移形成晶格优选方位(LPO),使得蛇纹岩形成3.8%～16.9%,平均值为10.5%的波速各向异性。一个重要的发现是叶蛇纹岩具有三种类型的地震波速各向异性[Vp (X)≈Vp (Y) ＞＞Vp (Z), Vp (X) ＞＞p (Y) ≈p(Z)和Vp (X)>Vp (Y)>Vp (Z)],分别对应于三种不同的变形方式(共轴压缩、共轴拉伸和简单剪切)所形成的三种不同类型的叶蛇纹石晶格优选方位(S型、L型和LS型构造)。上述研究结果对全球范围内已知板块俯冲带的不同地震波速各向异性模式提供一个新的解释。对于直立或陡倾的俯冲带,叶蛇纹岩的变形方式更可能接近于共轴挤压,在平行水平面的深度上,平行于海沟的地震波速度比垂直于海沟的波速要大。但对于缓倾和低倾的俯冲带,垂直海沟的地震波速可以大于、等于或小于平行海沟方向的波速。