将地球深部结构以及物质组成予以认知的重要方式是地球物理探测，自二十世纪八十年代于大陆地壳变质岩内头一回发现柯石英开始，科学家借由矿物学、岩石学、地球化学、高温高压实验以及地球动力学等多个学科展开研究，慢慢就认识到，长英质地的大陆地壳能够俯冲到超过三百千米的地幔深度之处，甚至还能够俯冲到地幔转换带以及下地幔那里。然而，探测俯冲大陆地壳的深部结构，这一直是固体地球科学领域的一大难题，目前地震学方法探测到的俯冲大陆地壳，其最大深度仅为150 - 180 km，这阻碍了我们认知大陆板块的深部俯冲形态，也阻碍了我们认知大陆板块的动力学过程。地球物理学家通常将这一难题归因于地震成像分辨率不足，或者归因于深俯冲大陆地壳波速与周围地幔无明显差异。此外，地球深部常见的高速异常体，也通常被解读为深俯冲的洋壳或岩石圈地幔物质，而且对于这种解读存在强烈争议。所以，大陆地壳于地球深部（大于一百五十千米）的波速性质，乃是解决上述科学问题的关键所在。
因为在地球内部那种极端条件之下开展岩石波速原位测量是极为困难的，所以当下学术界主要是借助基于高压实验的矿物物性计算以及热力学计算方法去获取俯冲陆壳的波速。矿物物性计算法虽说能够直接得到矿物的弹性参数，然而它需要依赖通过高压相平衡实验所获得的矿物组合以及矿物含量等关键信息，所以经由这种方法得出的波速结果是受限于实验温压条件的。热力学相平衡计算能够模拟岩石在高温高压条件下达成热力学平衡的相关系，把它与矿物弹性参数结合起来，就能够进一步计算岩石波速了。可是，这个办法去计算俯冲大陆地壳波速存在着两个难题，其一，现有的一部分高压矿物热力学参数并不够完备，其二，缺少压力超过6 GPa状况下的高压矿物弹性数据库。所以，怎样运用热力学计算来量化地球深处俯冲陆壳波速演化是一项极为具有挑战性的工作。
为破解这一难题，中国科学院地质与地球物理研究所的李仪兵博士后以及其合作导师陈意研究员，携手田小波研究员、梁晓峰副研究员、刘丽军研究员，还与牛津大学的M. Palin副教授，依据前人高温高压实验结果，标定了高压矿物CAS相、多硅白云母以及α‐PbO2结构金红石的热力学参数，借助热力学计算重现了实验所获的矿物组合和矿物含量。此外，为了克服不确定性，该不确定性是由不同途径进而对矿物弹性参数的测量所造成的，研究团队采用统计学方法，也就是多参数最小方差无偏估计，针对实验岩石学以及第一性原理计算所获取的高压矿物弹性数据，展开系统地拟合以及标定，并且运用蒙特卡洛模拟去进行定量误差估计，最终建立了全新矿物弹性数据库，此数据库适用于整个上地幔，乃至是地幔过渡带尺度。在这个基础之上，研究团队又进一步针对大陆上地壳，以及大陆下地壳，还有大洋地壳以及岩石圈地幔展开了系统的热力学模拟，对不同俯冲物质于不同俯冲环境下的波速随深度的演化曲线进行了定量计算，并且借助与区域以及全球尺度的地震学观测结果作对比，从而获得了如下这些新的认识：
（1）向下俯冲的大陆地壳，其波速显著不同于周围的地幔，而且其波速异常的程度跟俯冲的深度有关联，主要是受到柯石英、斯石英、多硅白云母、钾锰钡矿以及硬玉、 CF 相等等相变所控制，有相关示例见于图 1；俯冲上地壳存在 3 个最佳得探测窗口，分别是小于 250km、300 到 390km 以及 610 到 660km；俯冲下地壳有 2 个探测窗口，分别是 300 到 390km 以及 520 到 660kW， /。
图1，有俯冲陆壳波速固体地球物理学，还有密度性质，其依随深度而变化，呈现出演化曲线，其中UCC是上地壳，LCC是下地壳，MORB是洋壳，此处为方辉橄榄岩，AK135是一维地球径向速度参考模型。
（2）在新都库什地区，在其深部地幔，也就是320 - 400 km处，观测到了VP高达4 - 5%的正异常，此异常并非冷俯冲洋壳所导致的结果，也不是大陆岩石圈地幔造成的结果，而是极有可能存在10 - 25%俯冲上地壳做出的贡献，这一情况在图2中有体现。所以，对于俯冲大陆地壳能不能被地震学探测而言，上地壳在地幔里的体积起到了关键作用。
图2，有俯冲大陆岩石圈（a）的P波速速度结构，还有大洋岩石圈（b）的P波速速度结构。黑虚线框部分，是地震学在新都库什以及缅甸中部320 - 400 km所观测到的高VP正异常，阴影区域则是理论计算预测得出的俯冲上地壳最佳探测窗口。
（3）因其引发的波速异常会伴随与周围地慢这一热平衡，而逐渐消失，不过俯冲上地壳在最佳探测深度，仍保持着高的VP正异常（图3），这就解释了为何在一些古老造山带以及克拉通深部地幔里，仍能够观测到高的VP正异常。进一步结合全球P波层析成像结果，研究者觉得现今深部地慢当中，可能普遍存在着俯冲大陆地壳物质残片。
图3中，俯冲陆壳达到了与周围地幔的热平衡，其波速性质呈现出（a、b、c）的情况，并且具有密度（d）结构。
此项工作显示，哪怕仅有少量俯冲陆壳一流范文网，也就是大约10%，进入到深部地幔，也会致使显著的地震波速异常现象出现，并且能够被现代地震学方法探测到，如图4所示。热力学相平衡模拟计算，可以为地球物理高分辨探测数据的解译，提供理论方面的依据，有成为认知地球内部物质构成和结构的有力手段的潜力。随着地球物理学观测新结果持续涌起，随着地质学观测新结果不断出现，未来研究能够结合热力学计算，未来研究能够结合地球动力学模拟，重新审视地球内部物理不均一异常体的起源与演化，重新审视地球内部化学不均一异常体的起源与演化固体地球物理学，进而以更准确的方式去理解地球内部物质组成情况，进而以更准确的模样去理解地球内部结构形态，进而以更准确的状态去理解地球内部运行机制。
图4 俯冲陆壳和MORB在深部地幔的波速模型图
来自相关研究的成果，被发表在了国际学术期刊GRL之上，此成果列有李仪兵、陈意*、M. Palin、田小波、梁晓峰、刘丽军等人，其具体内容是关于地球深部的地壳，发表时间为2024年，卷号是51，期号为17，对应的Doi编号为10.1029/。该成果受到了中国科学院战略先导计划B项目（此处括号内容缺失）以及国家自然科学基金项目（此处括号内容缺失）的共同资助。