温度与差应力对岩石熔融程度的等效关系——以角闪变粒岩为例

为了探讨差应力和温度与岩石熔融程度的关系,利用角闪变粒岩进行高温高压条件下的岩石变形实验。包括差应力条件下的动态实验,围压100 MPa,温度700℃,施加相当于差应力为0~25 MPa,且以每5 MPa为间隔进行天然块状岩石样品的动态熔融;在相同的围压条件下,温度由700 ℃到900 ℃每50 ℃为间隔,进行无差应力条件下天然块状岩石的静态熔融实验,并进行对比研究。结果表明,在相同温度条件下,岩石的熔融程度随着差应力的增加明显增高。通过对斜率的对比分析表明:以700 ℃为基准,差应力每增加5 MPa,其带来的影响与温度升高40 ℃的效果相当,也说明中性岩石的熔融对差应力的敏感程度比酸性岩要高。     

差应力状态对岩石熔融程度的影响--以黑云母片麻岩的动、静态熔融对比实验为例

以河北省平山县阜平群的黑云片麻岩为实验样品,有差应力条件下的动态实验,围压10MPa,温度800℃条件下,施加相当于差应力为O～25MPa,且以每5MPa为间隔进行了天然块状岩石样品的动态熔融,在相同的围压条件下,温度由800～900℃每20℃为间隔,进行了无差应力条件下天然块状岩石的静态熔融实验,并进行了对比研究。结果表明,在相同温度条件下,岩石的熔融程度随着差应力的增加明显增高,当差应力达到25MPa时,800℃条件下岩石的熔融程度与900℃静态熔融条件下岩石的熔融程度相当。实验力学分析计算表明,动态实验中构造附加压力增加了围压,差应力每增加5MPa相当于1．67MPa的增压,其与静态实验中温度升高20℃的效果一样。该实验结果对研究岩石深熔作用的深度问题有一定的参考意义。     

差应力与岩石熔融性状关系的实验研究

为考察不同应力状态下岩石应变与岩石熔融作用的关系,利用英国Instron公司生产的电液伺服实验系统,配以围压和加温系统设计了动、静态不同条件下细粒闪长岩的对比熔融实验,力图找到差应力与岩石熔融程度及其熔体成分的关系。通过岩石动、静态熔融实验结果的对比得出：差应力的存在能够导致细粒闪长岩的熔融,随着差应力（应变速率）的增加,熔体的量增加,熔体成分向富Si、Al方向转变。     

差应力对闪长岩部分熔融熔体分布和成分的影响

探讨差应力对熔体分布和成分演化的关系,利用细粒闪长岩进行高温高压条件下的岩石变形,主要包括静态熔融实验和有差应力参与的动态熔融2种类型。实验首先统计了熔体含量、确定了实验重要参数,然后分别描述了动、静态熔融实验后闪长岩的显微特征;并且通过对动、静态熔融实验结果熔体分布情况的对比,结合熔体成分电子探针数据进行分析。结果表明:在细粒闪长岩的部分熔融中,熔体在差应力的作用下沿一定的方向展布,并从差应力大的地方向差应力小的地方运移,差应力的作用使得高含水矿物(角闪石)先于熔点低的斜长石发生熔融,说明差应力促进了岩石的熔融,使得熔体成分向Si、Al等方向转化,即从基性向酸性转化。     

辉长岩的高压部分熔融实验研究

利用天然含水辉长岩在１．５～３．０ＧＰａ,９００℃～１４４０℃条件下进行了高温高压部分熔融实验,系统地分析了辉长岩部分熔融后实验产物的岩石学、矿物学、地球化学特征。获得了１）辉长岩的高压熔融曲线,２）辉长岩在不同压力下熔融时,残留相矿物组合及期间矿物相转变与熔融液相成分（相当于安山岩浆）特征。认识了辉长岩与榴辉岩相间的相变关系;辉长岩－榴辉岩－安山岩之间的内在联系以及高温榴辉岩的可能成因。     

压力对辉长岩矿物反应和部分熔融影响的实验研究

本文在高温高压条件下,开展了辉长岩矿物反应与部分熔融实验,利用偏光显微镜与扫描电镜对实验样品微观结构观察,研究实验中的新生矿物与熔体的分布;通过电子探针分析熔体成分特征。实验结果表明,在低压(300MPa)条件下,静压和塑性变形实验样品中,单斜辉石以固体反应方式生成橄榄石,在高压(1300MPa)塑性实验中所有实验样品都没有发现新生矿物颗粒,这与相图中低压条件下斜长石与橄榄石稳定共存,而高压下斜长石-辉石稳定共存相吻合。高压塑性变形条件下,单斜辉石和黑云母首先发生部分熔融,随着温度增高,斜长石逐渐参与熔融,熔体呈薄膜状分布在矿物颗粒边界,熔体成分依赖于参与熔融的矿物成分,表明出现的熔体为非平衡熔融结果。     

动态熔融过程中辉长岩主要矿物的熔融序列及其熔融动力学研究

本文以高温高压动态熔融条件下的实验辉长岩样品为研究对象,系统研究了主要矿物的熔融序列和熔融现象,并从熔融动力学的角度对其进行了解释。通过对熔融条件和熔融机制的复杂性和作用机理进行的深入分析,澄清和得出了以下几点重要认识：（1）在具体的熔融环境条件下,斜方辉石可以比单斜辉石先熔;（2）熔融阶段、熔融速率不同,矿物的熔融机制也不同,从而导致熔融现象,熔融产物不同;（3）化学因素、或者说元素交代作用．在地质条件下的熔融过程中可能起着重要作用,这和纯物理学上强调的物理熔融有很大不同;（4）一种熔融现象或熔融序列．可能是受多种熔融奈件制约的,要进行综合分析对比,才能确定其具体的熔融性质,从而为理解和认识具体的地质过程服务。     

辉长岩部分熔融实验及地质学意义

利用高温高压多功能三轴实验装置对四川省攀枝花辉长岩进行了动态和静态部分熔融实验研究,实验的围压为450～800MPa,温度区间为900～1 200℃.实验表明,差应力对辉长岩动态部分熔融程度有一定影响,初始熔体主要分布在不同矿物的颗粒边界和三联点,变形影响熔体分布,变形与辉长岩韵律层具有一定成因联系.本文为熔体对岩石流变学行为影响提供了实验约束依据.     

差应力与石英组构关系的实验研究

为了探讨柯石英的形成条件,利用河北省平山县西柏坡地区太古代阜平群中的黑云母片麻岩进行高温高压条件下的岩石变形实验。实验的温度为800 ℃,围压为0.2 GPa,应变量为10%,应变速率为10^-5/s。实验结果表明,变形后样品中不同部位石英颗粒的激光拉曼光谱与标准的石英光谱相比较发生了明显的变化,具体表现为：挤压带中,石英颗粒的光谱出现了9个峰,而标准石英光谱为6个峰;在剪切带中,石英颗粒的谱线只有一个清晰的峰,在拉伸带中,石英颗粒的谱线无论峰的数目还是出现的位置都与标准石英光谱有着显著的区别,说明导致岩石变形的差应力对石英晶格结构的改造具有一定的影响。     

脱水熔融实验及其影响因素

脱水熔融是在无自由水条件下，由含水矿物的脱水作用而诱发的深部地质作用。详细介绍了脱水熔融实验发展现状，重点介绍了温度、压力、原岩、时间等因素对脱水熔融过程及熔融产物的影响，并讨论了目前存在的问题。     

岩石渗透率与其应力的关系及应用

根据岩石成岩过程中岩石结构和受力变化,分析了岩岩渗透率和应力的指数关系,并且认为它受岩性和岩石结构的影响,通过多种常用和新式应力模型及岩心样品渗透率的研究,证明了上述关系的存在。将渗透率和应力的关系用于油报储层和煤层气储层的实际应用中显示,油气储层测试用最能描述岩石力学性质受泥质影响的是自然伽玛测井曲线,以此消除和降低岩性的影响,从而改善 力计算的准确性,通过提取分离率高的测井方法－微球型聚信 井     

变形变质岩熔融及其与化学成分的关系研究

高温高压熔融实验结合岩石化学分别研究表明：在无水体系中，变形变质岩的初熔温度随ＦｅＯ＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３等的增高而增高；随ＳｉＯ２、Ｋ２Ｏ＋ＮａＯ含量的增高而降低。此外，岩石的变形变质程度、压力也对岩石的初熔产生重大影响。本文还初步探讨了ＲＥＥ与岩石熔融的关系。金属元素在熔体与残留体的分配研究表明：常量金属元素在熔体中相对富集，在熔体与残留体之间的分异度（│ｌｇＤｉ│随ＳｉＯ２的     

岩石（体）弹性波波速与应力关系新探讨

以理论研究为基础，通过实际试验说明岩石（体）应力变化与波速并无直接关系，证明 力并不是波速的影响因素。     

碳酸盐岩石变形显微构造与宏观构造关系研究

碳酸盐岩石变形组构及其优选方位的实验研究得到比较完善的发展,但应用于解释自然界复杂的地质构造变形还存在许多困难。本文将碳酸盐岩微观构造分析与宏观构造研究紧密结合,重点研究了浅层次(铜陵地区)和中-深层次(北淮阳地区)构造环境中碳酸盐岩的显微构造特征、变形行为及所揭示的宏观构造信息,为一系列地质问题的分析提供了充分的微观依据。      

岩浆岩的熔点、粘度及其与化学成分的关系

本文研究了我国中、新生代一些岩浆岩的化学成分、熔点、人工玻璃的折射率和比重以及它们在不同温度下的粘度。在常压下岩石酸度愈大,熔点愈高。熔点与岩石的Fe~(2+(+Fe~(3+)+Mn+Mg±Ca为反相关;与Si+Al+K+Na为正相关。计算粘度与温度的关系表明,酸度愈大,粘度愈大;碱度愈大,粘度愈小,温度愈高,粘度愈低;同一温差下,酸度愈大,粘度变化愈大。     

地表温度和地表辐射温度差值分析

依据实验数据,研究利用标准黑体源对红外辐射计测定值进行标定的方法;分析天空比辐射率的变化特性;计算天空环境辐射,与长波辐射计测定值进行比较;推算考虑天空环境辐射和地表比辐射率后的地表温度,研究地表温度与地表辐射温度的差值。结果表明：①地表辐射温度未经标准黑体源标定与标定后的差值绝对值在0.1～1℃之间;②天空比辐射率的变化范围为0.75～0.85,不同下垫面天空比辐射率日变化趋势非常一致;③用空气温湿度计算的天空环境辐射与长波辐射计测定值的差值较小,相对误差平均为3.1%,但是天空37°热红外辐射计观测值与长波辐射计测定值差值较大,相对误差平均值达到38.1%;④地表温度高于地表辐射温度,差值在0.2～1.5℃之间。     

石榴石的塑性变形及差异应力计算

岩石在形成时和形成后所经历的任何热力学事件都应在其内部留下痕迹,如何寻找和发现这些遗迹是地质学界长期关注和亟待解决的问题。笔者认为,电子显微技术(TEM)是解决这一问题的最有效、最直观的方法之一。最近几年,大量的TEM研究结果证实,各类变质岩中的石榴石均发生不同程度的塑性变形。深入研究其变形程度和变形特征,对于揭示岩石所经历的变质变形历史具有重要的意义,特别是通过观测位错密度,可定性推算岩石曾经历的古差异应力,为拟定区域构造演化模式提供佐证。     

国外陆壳岩石缺乏流体熔融实验和模拟的主要成果

近20年来人们越来越认识到,陆壳岩石缺乏流体熔融(fluid-absent melting)是花岗岩类岩石形成的重要机制。近10年来国外有关花岗岩类的实验模拟大多集中于研究在大陆中下部地壳深度内,主要陆壳岩石类型发生缺乏流体熔融所涉及的熔融反应类型、反应形成的熔融数量及有利条件等问题。综述了实验模拟研究的主要成果和对花岗岩类研究提供的某些限制和意义。强调对具体地区花岗岩类的成因研究要充分考虑不同源岩缺乏流体熔融可能产生的熔体数量、区域
岩石圈物质和能量调整能否导致高热状态的限制等因素。     

表征海相烃源岩有机质成熟度的若干重要指标的对比与研究

对目前表征海相烃源岩有机质成熟度的几个重要指标（镜质体反射率,沥青反射率,镜状体反射率、动物有机碎屑反射率及牙形刺色变指数等）进行了探讨与对比,并在总结它们各自优缺点的基础上,提出了选择海相烃源岩有机质成熟度评价指标的原则,进而提出牙形刺相对荧光强度（Ｉ５４６）是表征海相烃源岩有机质成熟度的良好指标,其具有较广泛的适用性。