高压下华北北缘二辉麻粒岩电导率的研究

借助于YJ-3000t紧装式六面顶固体高压设备,在1.0~2.0 GPa、523~1173 K条件下,利用Agilent 34401A数字电表和Solartron IS-1260阻抗-增益/相位分析仪,同时使用三种方法:交流阻抗谱法(频率范围0.05~10⁶ Hz)、单频交流法(0.1 Hz)和直流法测量了华北北缘二辉麻粒岩的电导率.结果表明:在实验的温度和压力范围内,二辉麻粒岩电导率的变化在2.66×10^-5~0.056 S·m^-1之间,电导率对压力没有很强的依赖性;随着温度的升高,电导率增大,遵循Arrenhius关系式,其指前因子为8.95~17.9 S·m^-1,活化能为0.569~0.605 eV.对比三种方法获得的电导率数据,发现阻抗谱法测量结果大于单频法测量结果,直流法测得的结果最低,但是,三种方法获得的电导率差值除两个低温点外,绝大多数都很小(Δlgσ<0.20 lg(S/m)).结合现今华北克拉通地热学参数及地壳分层结构,依据实验获得的电导率温度关系建立了电导率-深度剖面.并将其与大地电磁测深获得的地壳电性结构进行了对比,结果表明二辉麻粒岩的电导率与华北北缘的中地壳底部和下地壳底部电导率值的区域相交,再结合高温高压下二辉麻粒岩的弹性波速度剖面与地震折射剖面的对比,认为二辉麻粒岩有可能是组成华北北缘下地壳的岩石之一.     

2.0GPa,850～1070℃条件下多硅白云母榴辉岩脱水熔融研究——对大别早白垩富K埃达克岩成因的约束

以产出于大别新店高压变质杂岩带的含角闪石多硅白云母榴辉岩(XD963)为实验源岩,使用YJ-3000t紧装式六面顶压机装置,在2.0GPa,850～1070℃条件下,进行了脱水部分熔融实验研究。结果显示,在850～950℃下,多硅白云母通过不一致脱水熔融反应产生了≤12%的过铝质(铝饱和指数ASI>1.2)的高K钙碱性(K2O/Na2O=1.2～1.4)花岗质熔体,与其共存的残留相为石榴子石+绿辉石+石英+多硅白云母+角闪石+Fe-Ti氧化物+蓝晶石±金红石。1000～1070℃时,熔体比例陡然增大(>35%),成分变为准铝质的钙碱性花岗闪长质,残留相组合以石榴子石+绿辉石+普通辉石为主。实验熔体与早白垩世富K埃达克岩的主微量元素对比结果表明:除ASI以及Eu/Eu*值特征外,低温熔体(900～950℃)与富K埃达克岩具有很好的相似性。此外,本次实验源岩在相对低温(900和950℃)条件下形成的熔体具备富K埃达克岩的两个主要特征—高K钙碱性和花岗质。因此可认为形成高K钙碱性的花岗质岩浆不需要过高的压力以及高度富K的源岩。     

高温高压下岩石电导率不同测量方法的实验对比——以二辉橄榄岩为例

利用YJ-3000t紧装式六面顶压机,在1.0GPa、500～900℃和2.0GPa、500～950℃的实验条件下,同时采用交流阻抗谱法(AC0.05～10-6Hz)、直流法(DC)和单频交流法(0.1Hz)三种方法对采自河北大麻坪玄武岩中的尖晶石二辉橄榄岩进行了电导率的实验测量.实验结果表明:在实验的温度和压力范围内...     

水及其高压相的研究进展

人们通过喇曼光谱、红外光谱、X射线衍射、中子散射、Brillouin散射等各种方法,在各种条件下(如低温、高温、高压)研究了水的结构性质和相行为.Okhulkov等对常温液态水的能量散射X光衍射(EDXD)研究发现,在0.1～200 MPa,水分子间的OO间距rO-O随压力的升高而减小;之后,rO-O随着压力升高而增大,在400～500 MPa时达到初始最大值;然后,随压力的升高而减小.A.KSoper等通过中子衍射研究发现,液态水与冰一样,也有多形现象.     

毒砂的等温状态方程研究

毒砂具有较宽的As/S值范围,不仅可用作为地质温度计,也是成矿作用的良好指示剂[1,2].目前关于毒砂的研究主要侧重于对称性、双晶、晶体结构及相态变化的研究,而对于高压条件下毒砂的状态方程的研究尚未见报道.由于对毒砂的内部结构及其弹性的研究对了解含砷矿物在地球深部的存在形式有重要意义,因此,本文在金刚石压腔装置(DAC)上采用同步辐射角度色散X射线衍射(ADXD)技术研究天然毒砂的原位高压结构,以期获得毒砂结构在高压下的变化.     

高温高压下斜长角闪岩弹性、电学性质及其地质意义

在1.0GPa、室温至700℃条件下,分别采用超声波反射-投射法和阻抗谱法,测量了华北克拉通北缘绿泥石化斜长角闪岩的弹性波纵波速度和电导率.在常温、压力＞0.35 GPa的条件下,斜长角闪岩的弹性波纵波速度与压力呈线性关系,说明此时岩石中的微裂隙已经基本闭合.依据该线性关系,得到常温常压下斜长角闪岩的弹性波纵波速度为6.390 7 km/s,压力系数为0.160 6 km/(s·GPa).在1.0 GPa条件下,斜长角闪岩的弹性波纵波速度与温度呈线性关系,温度系数为-0.000 594 km/(s·℃).在1.0 GPa、200～700℃条件下,斜长角闪岩样品的电导率符合Arrhenius公式,指前因子为25.78～105.32 S/m,活化能为0.57～0.66 eV.利用实验获得的弹性波纵波速度及其温度系数和压力系数以及电导率与温度的关系,结合现今华北克拉通地热学的基本参数,计算得到斜长角闪岩的弹性波纵波速度-深度剖面和电导率-深度剖面,将二者分别与华北克拉通北缘深部地壳的弹性及电性结构进行对比的结果表明:高温高压下绿泥石化斜长角闪岩的弹性波纵波速度与该地区中地壳速度相当,电导率介于中、下地壳范围内.综合来看,实验的绿泥石化斜长角闪岩有可能是组成现今华北克拉通北缘的中地壳岩石之一.     

1.5 GPa,950℃条件下块状与粉末状斜长角闪岩部分熔融实验对比

0 引言 在现有的岩石部分熔融实验中,初始样品的状态可分为两种:粉末样品及块状样品.二者各自的特点,前人已有阐述[1-3],大体上说:粉末样成分均匀,较块状样品更容易达到化学平衡;而块状样品保留了天然岩石的结构,更能真实地体现自然界岩石的熔融过程.     

1.0 GPa、高温下岩石熔融玻璃的弹性波速测量及其地球物理意义

利用超声波反射法,在1.0GPa、最高温度分别达900℃和730℃条件下,测量了岩石成分从酸性到基性的7种熔融玻璃的纵波波速(vp)和横波波速(vs)随温度的变化。实验过程证明,高压下升温过程中样品被压缩导致了样品中弹性波走时减少,而降温过程中样品长度基本保持不变。结果显示,1.0GPa下,随实验温度升高,不同成分玻璃的vp首先以-0.2×10-3km.s-1.℃-1到-0.7×10-3km.s-1.℃-1不等的速率缓慢降低,而其vs多以-0.1×10-3km.s-1.℃-1速率随温度升高而降低。当温度高于玻璃转变温度(Tg)后,玻璃的vp开始以-0.8×10-3km.s-1.℃-1到-3.6×10-3km.s-1.℃-1不等的速率快速下降。根据玻璃vp随温度变化速率的改变,拟合出这几种玻璃的转变温度从584℃到654℃。由实验获得的玻璃波速,利用Voigt-Reuss-Hill(VRH)平均计算出下地壳岩石中玻璃的存在将降低岩石的波速,并由此为下地壳低速层提出一种新的解释,即非晶质体的存在可能在下地壳形成地震波低速层。     

1.5GPa、950℃下块状斜长角闪岩部分熔融微量元素的分配特征

在1.5GPa,950℃,恒温101h条件下对华北北缘太古宙地体中的斜长角闪岩块状样品进行了脱水部分熔融实验,实验产物组合为Hb+Cpx+Gt+Gl,获得的熔体为花岗闪长质成分。利用LA-ICP-MS测试了矿物和熔体的微量元素,获得该体系内各矿物/熔体的微量元素分配系数。角闪石、单斜辉石和石榴石的分配系数与前人在类似条件下的实验结果基本一致。这说明无论实验的初始物质是粉末状还是块状,对元素的分配没有太大的影响。各矿物的REE分配系数对离子半径的拟合曲线很好地符合晶格应变弹性模型。整体特征上,角闪石、单斜辉石和石榴石的LILE,LREE分配系数较低,而HREE的分配系数较高,石榴石具有强烈富集HREE的特征。由此,造成实验熔体表现出LILE、LREE富集而HREE亏损的特征。残留相中无金红石,使得熔体中没有明显的Nb、Ta负异常。熔体的主-微量元素特征符合华北北缘中生代埃达克质岩石的基本特征,进一步支持了该类岩石"可能起源于古老下地壳的部分熔融"的成因模式。     

大气透射仪与前向散射仪低能见度条件下跑道视程数据对比分析

利用2017年10月26日—2018年3月14日期间,乌鲁木齐机场跑道视程≤600 m时跑道25方向大气透射仪和前向散射仪的跑道视程数据,以及跑道25方向大气透射仪和中间段大气透射仪跑道视程数据进行对比分析,得到以下结论:(1)大气透射仪的跑道视程数据大于等于前向散射仪的跑道视程数据的比例为96%,跑道视程≤400 m时,两种设备相互替代性较好;(2)相比于黑夜,白天情况下前向散射仪的跑道视程数据更接近25方向大气透射仪的跑道视程数据;(3)相比于跑道中间段大气透射仪,跑道25方向前向散射仪跑道视程数据更接近25方向的大气透射仪跑道视程数据。