熔融流体与上地幔流变强度关系的实验研究

在上地幔温度(1300～1500K)、压力(1.5GPa)和应变速率10~(-4)～10~(-5)/s条件下对合成地幔岩进行了部分熔融变形实验研究.实验结果表明5%左右熔体使地幔岩石力学强度产生明显弱化现象,熔融流体强化了矿物颗粒边界滑移和动态重结晶作用.含少量熔体液-固态双相系统上地幔岩石变形机制以高温位错蠕变为主,应力指数n为2.3,蠕变活化能为270～994kJ/mol.     

RHEOLOGICAL PROPERTIES OF SEDIMENT SUSPENSIONS FROM ECKERNFORDE AND KIELER FORDE BAYS, WESTERN BALTIC SEA

Local areas of fine-grained organic-rich sediments in Eckernforde and Kieler Forde Bays may experience disturbances which cause fluidization of the substrate and create a dense suspension （fluid mud） which exists temporarily as a component of the benthic boundary layer before becoming incorporated into the permanent bottom. Laboratory studies indicate this material behaves rheologically as a non-Newtonian substance, and both shear thinning （pseudoplastic） and shear thickening （dilatant） flow behavior can occur （ofien within the same sample） under low to intermediate shear stresses （2 - 40 Pa） and shear rates （0.46 - 122.49 s^-1）. Detailed granulometric analyses （1/4 phi intervals） of the fraction 〈63 μm show differences in the silt/clay ratio （clay 〈2 μm） between the two environments. Little change in the silt/clay ratio is seen in the Kieler Forde sediments （from 0.74 to 0.95）; however, at Eckernforde, the ratio changed from 0.73 to 2.19. Fine silt particles are lacking or were removed from the 4 to 16 μm fraction of the Eckernforde but not from the Kieler Forde sediments. Both shear thickening and shear thinning flow was observed in the Eckernforde sediments. Shear thickening flow behavior was not observed in the Kieler Forde sediments. Samples of organic-rich （10 to 20%） interface sediments from both areas were analyzed rheologically prior to, and atier removal of organic matter by H2O2 treatment. Reduction in ‘apparent＇ viscosity occurred through the entire range of shear rates and stresses, shear thickening behavior was reduced or became nonexistent, and yield stress decreased significantly compared to the natural samples. The differences in yield stress and flow behavior of dense suspensions result primarily from differences in grain size distributions but the role of organic matter on those properties is very significant and adds to the effects of the grain size distribution of the sediment.     

流变学基础模型的地质应用及启示

地质作用经常是流变过程,岩石经受长时间应力作用可以在小应力条件下产生大变形。地质作用具有充分漫长的时间,所以野外露头成为研究天然流变学最好的现场,流变学理论在力学中自19世纪下半叶以来已经有迅速的发展,但用于解释地质作用的文献仍然很少。文中介绍一个基本粘弹性模型——马克斯威尔模型作为描述岩石变形的实例,同时给出应变与应力和时间三者的本构关系。代入真实岩石的“E”值和“η”值,获得了岩石的“马克斯威尔松弛时间”,约为1012s,约合3.2万年,这意味着使应力经松弛降低到某一明显程度和使应变经蠕变增加到某一明显程度在数量级上至少需要10万年以上。     

华北北部下地壳的流变学特征——河北汉诺坝下地壳包体提供的信息

由玄武岩浆快速带到地表的下地壳包体可以提供有关下地壳的直接信息. 通过对华北汉诺坝玄武岩中下地壳麻粒岩相包体的详细研究探讨该地区下地壳的流变学特征. 采用适宜于麻粒岩包体的温压计计算其平衡温度和压力: 平衡温度在750~900℃之间, 平衡压力在0.8~1.2 GPa之间, 对应的来源深度为28~42 km之间. 这些数据补充和完善了原先所建立的下地壳-上地幔地温线. 采用动态重结晶颗粒粒度应力计计算出包体在下地壳条件下发生变形时的差异应力为14~20 MPa. 在综合对比了当前常用的下地壳岩石高温流变律, 认为Wilks等(1990)提出的麻粒岩流变律符合本区下地壳包体的流变特征, 由此计算的下地壳应变速率为10^-13~10^-11 s^-1, 高于该区上地幔的应变速率(10^-17~10^-13 s^-1); 其对应的等效黏滞度为10¹⁷~10¹⁹ Pa·s, 低于上地幔的等效黏滞度. 由所获数据做出的研究区下地壳流变学剖面表明, 差异应力随深度而变化的趋势不明显, 随深度增加应变速率变大而等效黏滞度变小. 研究结果支持软弱下地壳的观点.     

沉积物重力流流体转化沉积-混合事件层

随着浊流和碎屑流理论体系日臻成熟,重力流的流体转化过程逐渐受到重视,而与其相关联的混合事件层概念也应运而生。混合事件层是单次碎屑流或浊流流体转化中的沉积记录,是多种流变学特征的垂向沉积组合。典型混合事件层沉积序列具有五段式的特征（即纯净砂岩段H₁、条带状砂岩段H₂、黏性碎积岩段H₃、波状层理段H₄、块状泥岩段H₅）,其内部通常存在岩性突变界面。混合事件层发育于粗粒三角洲内部、海底扇和水道与舌状体过渡区、舌状体侧缘、远端及限制性的微型盆地边缘地区,其垂向叠置厚度可达数十米。混合事件层的发现对重力流流体转化、重力流沉积物空间流变学性质研究具有重要意义,同时也推动了油气储层构型和非均质性研究,为进一步寻找深水有利储集砂体提供了新思路。混合层地球物理识别方法的建立及其相关概念在湖泊重力流研究中的灵活应用将是下一步的研究方向。     

流变学基础模型的地质应用及启示

地质作用经常是流变过程,岩石经受长时间应力作用可以在小应力条件下产生大变形。地质作用具有充分漫长的时间,所以野外露头成为研究天然流变学最好的现场,流变学理论在力学中自19世纪下半叶以来已经有迅速的发展,但用于解释地质作用的文献仍然很少。文中介绍一个基本粘弹性模型--马克斯威尔模型作为描述岩石变形的实例,同时给出应变与应力和时间三者的本构关系。代入真实岩石的“E”值和“η”值,获得了岩石的“马克斯威尔松     

超高压变质岩中柯石英-石英相变动力学研究的评述

含柯石英超高压变质岩的发现是陆过 幔深部俯冲的岩石学语气也揭示了深部变质深种物折返地表的可能性。超高压变质岩的开 折返机制是当前地球科学中最有挑战性的前沿课题之一,具有深刻的大陆动力学意义。     

辉绿岩脆-塑性变形转化的高温高压实验研究

以天然叶腊石为传压介质, 在温度800~100 0℃、围压0.6~1.0 GPa和应变速率10-4~10-5 s-1条件下, 对Maryland辉绿岩的脆性-塑性转化进行了实验研究.实验结果表明, 在10-4~10-5 s-1应变速率和固定围压1.0 GPa条件下, 当温度低于800℃时, 岩石变形为典型脆性破裂; 温度高于1000℃时岩石变形以准稳态蠕变为主; 温度在800~950℃之间, 岩石变形从脆性破裂向准塑性流动转化.温度变化对岩石脆-塑性转化影响敏感度高于压力变化对变形的敏感度.显微构造观察显示, 辉绿岩脆-塑性转化以稀疏弥漫状共轭塑性流动网络为特征.      

地球流变学与大陆—大陆边缘碰撞盆岭——盆地区壳内变形

地球流变学是２０世界８０年代以来迅速发展起来的一门新兴的构造地质学边缘学科,基本上具备了较籽完整的理论和方法体系。它是地质学－地球物理学－流变学学科交叉发展的结果,已成为近年来在构建地质学领域取得重大进展的主要方面之一。本文简述了地球流变学的研究方法和研究现状,介绍了Ｂ．Ｗｅｒｎｉｃｋｅ（１９９０）等级作者对大陆一大陆边缘碰撞盆岭－盆地区壳内变形特征的最新认识,阐述了它们壳内变形模式的特征。