在构成地壳的玄武岩中，很多情况下都没有含水矿物，而经常有玻璃质存在，玻璃质中含有水。由夏成夷外海海底采集的新鲜玄武岩中，就含有0．3—0．7％的水（J．G．Mooe，1965）。即使地壳平均按含有0．5％的水来计算，其总量也只不过相当于现在海水、极冰和沉积物中水总量的0．6％。

    地幔的质量竟有地壳的170倍之多。因而，了解地幔中大致有多少水，这些水又是以什么状态存在着？这对认识地球上水的实质，有重要的意义。
    不仅是地幔，水存在于岩石中的情况，也有两种形式，种是以含水矿物的形式固定在矿物结晶中，一种是以游离的水存在。
    可以认为，后者作为矿物中的流体包含物，或沿结晶与结晶之间的界面而存在。与此有关的“聚合水”的存在（B．V． Deryagin，1966）也不能忽视。按利平科特等人（E．R．Lippincott 等，1969）的报告，聚合水的折射率为1．48，密度为1．01—1．4克／厘来³，其粘度为普通水的15倍，在波长2500－4000厘米^-1之间，不显示红外吸收，缺乏普通水中占优势的O—H伸缩振动的吸收带。而且是在“高度聚合了的水”这一意义下，提出“聚合水”这个名称的。多诺霍（ Donohue，1969）曾用簇团来表述聚合水，在单位簇团的结构中，有14个水分子的氧配置在斜方十二面体顶点上O－H…O的距离为2．44A。这个模式中密度最高为1．39。
    聚合水的另一重要特性是，小于500°C都稳定。即蒸气压异常低，沸点很高。再有，聚合水不仅在毛细管中，而且在平面的石英板上也能生成（B．V． Deryagin，1968）。
    聚合水是否有可能存在于地幔中？作为高温下稳定粘稠的液体蔓延于结晶的界面，它是否进行奇怪的化学反应呢？
    普通水在374°C以上的温度（超临界状态）早已不能是液体了。但是，譬如如说在500°C，250千巴压力的条件下，水蒸汽的密度竟达到2．16克／厘米³（M．H．Rice，1957），这比普通液体水为重。聚合水的存在虽然还很难说已被确认，但聚合水与高温、高压水蒸汽的化学性质比较，是未来最有意义的研究问题。
    且说作为含水矿物在地幔的岩石中有可能存在的是角闪石、云母和蛇纹石等等。现实地幔的岩石中所含有的角闪石为艽角闪石，分子式为NaCa₂ Mg₄Al₃Si₆O₂₂（OH）₂，含水量为2．2％。所含的云母根据金伯利岩的包含物来说为金云母，分子式为 KMg₃ AlSi₃O₁₀（OH）₂含水量为4．3％，这种可能性最大。在自然界虽没有发现，但在合成实验中，有类似的云母矿物（H₃O）₂ Mg₅Si₈O₂₀（OH）₄（C．B．Sclar和L．C．Ca－rrison，1966）和一种含水辉石Mg₂SiH₄O₆（C．B． Sclar等，1968）。
    图3．11中表示出，久城（1968）决定其所收集的蛇纹石、透闪石和金云母的稳定区域的实验结果。结果表明，蛇纹石仅在大陆地区50公里以浅，在海洋地区30公里以浅是稳定的。地壳与地幔的界面（莫霍面）在大陆地区平均深为35公里，而在海洋地区平均深度为6公里，所以蛇纹石仅在上地幔极浅的地方有存在的可能。从地震波的传播速度来说，地幔最上部的蛇纹石不超过10％。

    尽管角闪石的存在位置还有可能更深一些，但其下限大概不超过100公里。如果认为水蒸气压比总静水压低很多，那么其下限应进一步摆在上方的位置。
    可以看出，金云母在三者之中于最深的地方才是稳定的。甚至它的下限也许不超过150公里。如水蒸气压小于静水压，则其下限还应该更往上提。
无论如何，在200公里以深，含水矿物似乎不太可能以稳定状态存在。即只有超临界状态的水有存在的可能。因为其密度在1和2之间，所以大概长时间都集中于200公里以浅的部位，而且这些超临界状态的水为了维持含水矿物的存在而起着其应有的作用。但是，这样的状态能长期继续吗？超临界状态的水很快脱气到地表，结果大概含水矿物物要分解吧！
    现在在上地幔，如果依然能维持上述含水矿物呈带状分布的格式，那么这个事实本身也或许能看作水以某种方式多少也由地表供应一点的证据。
    现在就地幔200公里以浅来说，假定在150公里到200公里金云母占1％，在100－150公里透闪石占1％，在100公里以浅蛇纹石占1％，就能推测出地幔中的水量为2×10²³克。该值为地壳中水量的10％。因此地球中水的含量也许不超过400ppm。

1）图尔基恩和克拉克（1969）的看法中认为：挥发性成分在聚集过程末期，向地球表层部位浓缩。