长石显微变形机制研究进展

岩石的变形机制研究一直以来都是构造地质学研究的主题,特别是基于矿物变形的显微构造研究是流变学研究的基础。从近地表到下地壳,岩石的变形从脆性破裂逐渐过渡至韧性蠕变,这些变形过程会被记录在岩石中,形成相应的显微构造。一般来讲,从低温低压至高温高压的变形环境,单一矿物的显微变形机制经历从微破裂、到矿物的溶解-沉淀、到位错蠕变、到动态重结晶作用、到颗粒边界滑移或扩散蠕变等的连续转变,它们之间的转换往往是过渡并且相互影响的,通常也会耦合发生。长石是地壳中含量最丰富的造岩矿物,因此长石的变形行为会直接影响地壳的流变学性质,研究长石的显微变形机制对理解地壳流变学特性至关重要。长石还是一种非常特别的矿物,主要分为斜长石和碱性长石两个端元,由于它们所属晶系的不同,有着差异的变形行为,然而这两个系列的长石在一定的温压条件下又是可以相互转化的,这些物理差异性和化学行为的复杂性造就了长石非常复杂的显微变形特性。本综述从岩石的显微变形机制讲起,随后概述了长石的显微变形特征,尝试归纳不同温度条件下长石的显微变形表现,对比斜长石和钾长石的异同,总结不同显微变形机制对长石结晶学优选方位的影响,最后简单介绍了一下国际上显微变形研究方法和技术的进展。     

桐庐、黄山花岗岩类岩体中碱性长石的出溶和超微双晶

本文研究了桐庐和黄山两地不同成因花岗岩类岩体中碱性长石的出溶和超微双晶。结果表明,碱性长石的出溶和超微双晶同岩体的成岩温度、冷却速率以及岩体成因类型和碱性长石的化学成份有关,成岩期后的热作用对碱性长石的出溶和超微双晶产生改造和破坏。     

玄武岩中刚玉巨晶的包体研究：Ⅰ.更长石包体的发现及意义

本文对山东昌乐碱性玄武岩中刚玉巨晶的更长石包体及同一地区产出的歪长石巨晶进行了电子探针、红外吸收光谱测定,讨论了更长石包体与刚玉巨晶、歪长石巨晶间的成因关系,认为刚玉巨品、歪长石巨晶以及玄武岩中的其他巨晶构成了一个结晶序列,歪长石相对较晚结晶。     

黑龙江省五大连池、科洛、二克山火山群富钾火山岩中的浅色矿物

本区富钾火山岩中浅色矿物有碱性长石、白榴石和霞石。碱性长石主要为钠透长石、钙歪长石,少数为钙钠透长石和歪长石,其光性变化与长石的地质时代和长石内部的隐条纹结构有关。白榴石的成分及产出方式主要与岩石中的SiO_2含量有关,SiO_2不饱和程度大的白榴苦橄岩的白榴石贫SiO_2;而SiO_2不饱和程度低的白榴碧玄岩和白榴玄武岩中,白榴石富SiO_2而稍贫K_2O+Na_2O,仅见于过渡相,而中心相由于水压较高和近于平衡的结晶条件,白榴石不能晶出,或先晶出后又与熔体反应形成碱性长石。     

橄榄石集合体中与位错蠕变相伴随的粒间滑动

为了研究橄榄岩位错蠕变过程中粒间滑动所起的作用,对经脱水干燥的橄榄石集合体试件进行了一系列的变形试验。三轴压缩蠕变试验在T=1473K、P=200和400MPa条件下使用一台高分辨率气体介质变形装置进行,每个试件在介于100~250MPa之间的不同应力水平下变形,得到的应变率介于10^-4 ~10^-6S^-1之间。随着差应力的增加,得到扩散蠕变到位错蠕变的过渡,在位错蠕变域,易滑动体系在~50MPa和颗粒尺寸为15μm时伴随粒间滑动。这一粒径敏感蠕变域由应力指数3.2±0.1和粒径指数1.8±0.2来刻划。将这一流动律与其他扩散和位错蠕变结果进行对比,表明本文得出的流动律可应用于粒度小于100μm和差应力大于20MPa时的岩石流动。因此,与粒间滑动相伴的位错蠕变可能是上地幔岩石圈剪切带变形局部化的主要变形机制。     

温度作用下岩石的热黏弹塑性模型研究

在西原体模型的基础上,通过引入弹簧的热膨胀系数,将温度效应引入到模型中,推导了单轴应力状态下微分形式的热粘塑性本构方程。通过蠕变曲线和卸载曲线的分析,考虑了温度效应的西原体模型当应力水平较低时为稳定蠕变,存在瞬时弹性、弹性后效和由温度引起的粘性流动;当应力水平较高时为不稳定蠕变,存在瞬时弹性、弹性后效和由温度和应力共同引起的粘性流动,该模型较全面地反映了岩石在温度作用下的蠕变性质。     

九甸峡堆石料三轴蠕变试验初探

堆石料蠕变变形,是高土石坝设计中关注的主要问题之一,目前尚未很好解决。针对当前高土石坝的需要,采用大型高压三轴蠕变仪进行了堆石蠕变试验。通过试验,对堆石的三轴蠕变试验方法进行论述,并对堆石三轴蠕变试验中的蠕变时间起点、蠕变变形稳定标准进行了讨论,同时建议了三轴蠕变试验中蠕变时间起点和蠕变稳定的参考标准。试验结果表明,堆石的蠕变变形与围压及应力水平有关,特别在高围压、高应力水平作用下,蠕变稳定明显缓慢;在双对数坐标下,蠕变变形与时间呈较好的线性关系,且不同应力状态下的堆石蠕变规律基本相似。     

一种基于应变能理论的黏弹塑性蠕变本构模型

从内能角度分析发生蠕变的机制,基于应变能理论,采用Perzyna黏塑性理论与西原正夫元件模型相结合,建立了一种能描述衰减蠕变、稳定蠕变和加速蠕变3个阶段全过程的蠕变统一本构模型。该模型考虑了应力状态对加速蠕变的影响,通过定义加速蠕变临界应变能密度值可以有效判断加速蠕变发生时刻,并在统一蠕变本构模型基础上进行简化,采用Drucker-Prager（D-P）屈服准则结合相关联流动法则,用过屈服应力比反映加速阶段蠕变应变速率变化,建立了一个实用的能预测加速蠕变并能反映蠕变3阶段全过程的简化蠕变本构模型,结果表明,数值模拟结果与试验数据基本吻合,研究成果为岩石蠕变断裂过程研究提供了一种新的思路。     

差异流动变形破坏研究

工程岩体出现许多流变现象, 它最突出的特点是差异流动变形破坏。本文从流变现象及变形量测结果论述差异流动变形破坏特征, 并且根据蠕变流动变形破坏与时间的关系进行了差异流动变形分类, 这些类型同时存在于一个岩体或岩块内。     

红色长石的宝石学特征研究

近几年在国内外珠宝市场上出现了一种红色透明长石,其天然性引起了广泛的争议。采用常规的宝石学方法、LA—ICP—MS以及紫外-可见分光光度计等测试仪器研究了该红色长石样品的宝石学特征、化学成分及紫外-可见吸收光谱,旨在探讨其致色原因。结果表明,该红色长石样品属于中长石;与黄色长石样品相比,其化学成分中Cu的质量分数为739×10^-6～801×10^-6,远远高于黄色长石的（1．07×10^-6）,而其它微量元素的质量分数则无明显的差别,故认为Cu可能与其呈红色有关;紫外-可见吸收光谱结果显示,该红色长石样品在可见光区的吸收带主要位于566nm处,推测其可能与Cu对可见光的吸收有关。     

我国钾长石矿产资源分布、开发利用、问题与对策

我国钾长石矿产资源丰富,分布广泛,其中安徽、内蒙古、新疆、四川、山西等省(区)的钾长石分布相对集中,储量丰富,成为当地的优势非金属矿产资源。随着科学技术的发展,钾长石广泛应用于工业生产。我国在利用钾长石生产玻璃、陶瓷、化肥等方面都取得了一些进展。但还存在钾长石市场不完善;生产企业缺乏竞争力;钾长石产品技术含量低等问题。应通过进一步深入研究制定解决市场、技术、产品等问题的相应对策,促进钾长石在相应领域的开发利用。     

天然碱性长石的高分辨电镜观察

利用高分辨电子显微镜观察了产于河北汉诺坝玄武岩中碱性长石的精细结构。不同取向的高分辨像清楚地显示了钾、钠长石形成的片层状多重紧密连生体以及各种调制结构。钾、钠长石的连生界面一般为(601)晶面。其超微结构特征与在中等冷却速率下钾钠长石中按旋节分解机制产生的熔离结构相符。以(010)面为孪晶界面的多重连生微孪晶构成了平均周期约为8*d_(010)的调制结构。     

低温分解钾长石的动力学研究

山东省化工地质勘察院,山东济南,250000提要通过大量试验,主要从反应级数测定、温度对反应速率的影响、活化能的求算、钾长石粒度对反应的影响的进行讨论,最终得到适合本工艺分解钾长石的动力学方程式r=1Pπd2AB8kBTe/πμLeRETacAcC,对低温分解钾长石有理论指导作用。     

我国东部若干地区新生代玄武岩中长石巨晶的特征及成因

本文汇集了中国东部新生代玄武岩中76个长石巨晶的化学成分,并与53个国外长石巨品进行了对比。文中对长石巨晶的产状、物理性质、矿物化学及微量元素进行了研究,并对国际上关于长石巨晶五个有争议的问题进行了讨论。作者同时也提出了自己的观点。     

钾长石中的铅及其对成矿的贡献

在中-酸性岩浆岩、碱性岩浆岩、片麻岩及混合岩等岩石类型中,钾长石是含铅最高的造岩矿物,其铅含量是全岩铅含量的2～10倍,云母类矿物铅含量的3～16倍,石英铅含量的6～32倍.早元古代、太古宙岩石中钾长石含量低,钾长石中的铅占全岩铅含量的比例低于10%,中元古代以来的碱性岩浆岩、富含钾长石的花岗岩和变质岩,钾长石含量增高,其中所含的铅占全岩铅的比例明显增大,钾长石含量达50%～70%的碱性岩,钾长石中的铅约占全岩总铅量的70%～95%.钾长石在后期极易发生水热蚀变,转变为绢云母、方解石、石英等,在这种转变过程中,铅大量析出进入流体相.这种变化能够为后期铅的成矿提供成矿物质.     

房山花岗闪长岩体长石斑晶的数学特征及相带划分

对北京房山花岗闪长岩体中长石斑晶进行了系统测量,测点密度平均4.37个/km~2,测量标志为长石斑晶长轴长度和长石斑晶线含量等。对测得数据进行了分布统计、有序样品最优分割、和趋势变化分析等处理。揭示了长石斑晶在岩体中的分布规律和数学特征,划分了趋势岩相带,从而提出了较为合理的岩相带划分原则。     

控制长石塑性变形机制转换的主要环境因素

根据近年来有关长石的实验变形和自然变形研究的新成果，综述了环境因素对长石塑性变形机制转制约条件，并指出这类研究为分析中，下地壳或中，深变质岩区岩石变形环境开辟了新的途径和线索。     

陶瓷工业中对产自花岗岩的长石原料的提纯方法研究

花岗岩是陶瓷工业中所需长石原料的重要来源之一.由于花岗岩中云母和氧化铁的存在,其最终产品的质量受到影响（强度、硬度、密度降低）.本研究对浙江花岗岩采用两阶段分离方法,以提高花岗岩中长石的质量.第一阶段为重力分离,去除重矿物杂质;第二阶段为磁性分离,进一步减少铁含量.用机械方法对不同加工阶段的3种样品进行了成分测试：1）原料花岗岩;2）第一阶段处理的花岗岩;3）第二阶段处理的花岗岩.结果显示,最终处理后的样品较之原始花岗岩在显微硬度、强度、密度及裂隙坚韧性方面都有明显提高.     

碱性长石在次固相下的微组构重组织:碱性长石流体相互作用

辫状微纹长石通过粗化、微孔隙和亚颗粒的形成 ,最终发展为脉状微纹长石和条纹长石 ,粗化沿着不规则的前锋从晶体边缘往内部推移和扩展。亚颗粒和微孔隙的形成极大地提高了碱性长石的反应性和岩石的渗透性。通过沿着晶体边缘的拱状褶边、平行褶边以及褶头的过渡带往整个晶体内的推移和“繁殖” ,辫状微纹长石最终改造为脉状微纹长石和条纹长石。水从褶边向晶体内部的扩散促进了褶边的粗化以及过渡带的发展。流体长石相互作用机制包括 :体积扩散、管道扩散、溶解再沉淀。碱性长石流体的氧同位素交换机制主要是溶解再沉淀。碱性长石在次固相下的微组构重组织发生于约 4 75～ 4 0 0℃的温度下 ,区块性条纹长石的形成温度更低。碱性长石的微组构重组织导致放射成因氩的局部和部分丢失 ,从而给出年轻的表面年龄。     

低温分解钾长石的热力学研究

通过不同温度、浓度、分压下ΔrGm的计算和不同条件下对平衡常数K的影响,作出ΔrGm～—T、ΔrGm—C、ΔrGm—P图,把热力学的一些规律应用于钾长石低温分解中,对参与低温分解钾长石的各物质能量转换进行分析判断反应进行的方向和限度,对钾长石的分解有指导作用。从热力学角度分析,在低温条件下分解钾长石的反应是可能的。