地壳岩石变形行为的转变及其温压条件

岩石脆延性转化 (brittle ductiletransition)和脆塑性转化 (brittle plastictransition)是不同的概念。脆延性转化指从岩石的局部变形破坏到宏观均匀流动变形的转化 ,它与宏观结构和力学行为的变化相关。脆塑性转化指脆性向晶体塑性变形的转化 ,它与力学行为和微观机制的变化相关。通过地壳中最主要的石英、长石的实验室和野外变形温压条件对比发现 ,达到相同的变形特征 ,在实验室和野外所需温压条件不同。建立变形机制图使解决这一矛盾成为可能。但受实验资料的限制 ,目前几种主要岩石的变形机制图还无法建立。因此 ,通过对实验与自然环境下变形特征及微观机制对比 ,找出两者温压条件的差别 ,就成为将实验研究结果外推解决实际地质问题的有效途径     

地壳温压条件下迁安石英岩的非弹性变形

本文通过研究地壳温压条件下迁安石英岩非弹性变形特征和机制,着重阐述了这类岩石产生非弹性变形的能力和温度压力之间的关系,以及对岩石宏观失稳型式的影响。研究表明,温度和压力的升高将导致岩石中石英晶粒逐步转化为塑性组分,转化过程中伴随着岩石宏观非弹性变形的增强。宏观非弹性变形增强幅度和微观转化为塑性组分的石英晶粒含量满足一定的统计关系。当转化的塑性组分达到一定量级时,岩石的宏观力性和失稳型式将产生明显变化,变化的趋势是易于产生非弹性变形而渐进失稳     

温压条件下岩石破坏前后的力学性质与波速

在温压条件下，对大理岩和砂岩进行了全过程应力应变试验，研究了温压条件对岩石的极限强度，残余强度，剪切破裂角的影响，以及岩石破坏前后的弹性模量与波速的变化。得到了在温压条件下，岩石变形全过程中有关弹性参数和力学性质的变化规律，并进行了简要分析。     

地壳温压条件下迁安石英岩变形破坏的实验研究

本文从实验的角度模拟了地壳温压条件下石英岩的变形破坏,并进行了相应的分区。实验结果表明:石英岩变形性状和失稳形式在不同温压条件下差异悬殊。其中,温度低于450℃时,试件在不同围压下均可能产生突发式失稳,但在围压高于400MPa时,试件剪切破裂贯通后才发生粘滑方式的摩擦滑移。温度高于500℃时,不同围压下的试件一致转变为渐进失稳。在这个过程中,石英岩变形最典型特征是非弹性变形组分的迅速增加。因此,遏制岩石突发失稳的因素之一可能是升温环境中增加的非弹性变形的阻滞作用。     

地壳温压条件下周口店花岗闪长岩的变形破坏

实验条件采用高温高压三轴(固体传压介质)实验装置。实验的最大围压7.5kb,最高温度800℃,轴向应变率为4.4×10-6/sec,最大轴向应变约为10—15％;升温实验时,预热约1—1.5小时。试件直径10mm,高度20mm,矿物颗粒平均粒度约0.72mm;试件自然干燥。测试项目包括轴向应力和应变、围压以及声发射幅度的相对变化。试验后,沿试件纵剖面切片(垂直于主破裂面)作光学显微镜观测     

在围压条件下切口岩石破裂过程的实验研究

本文根据地震的断层说观点在室温、围压600—1,200巴条件下研究了具切口的花岗闪长岩、辉长岩和大理岩试件的破裂发展过程。在连续增加的差应力作用下观测到:切口内部充填的软弱夹层首先发生剪切变形和破裂,接着在切口端部一侧扩展张性裂纹,然后在切口前缘方向扩展剪切裂纹,最后发生贯通试件的剪切和张裂-剪切主破坏。张裂纹扩展长度受到围压的强烈抑制。岩石的切口结构和岩性变化对破裂迹线的空间展布和主破坏机制有重要影响。讨论了实验结果在断层扩展型地震的形成过程及其在预报预测方面的意义     

围压条件下岩石的抗拉强度

用水压致裂法对7种岩石的厚壁圆筒试件进行不同围压下的抗拉强度实验,并从试件致裂瞬间的内壁环向应力σt,环向应变εt等五种参数随围压变化的角度,对围压条件下岩石的抗拉强度进行研究。结果表明,若用σt表示岩石的应力抗拉强度,则σt随围压的增加而减少,并由低围压时的拉应力逐渐过渡为高围压时的压应力。高围压时,虽然试件已处于三向受压状态,但其破裂仍表现为典型的张性破裂。从另一意义上讲,处于高围压环境中的岩石,其内部不可能存在拉应力,拉应力只在低围压状态中存在。若岩石的应变抗拉强度由εt表示,即使岩石三向受压,张性破裂的εt始终是拉应变,岩石的抗拉强度由应变来表征似乎更合理。εt先随围压的增大而增大,当围压超过某一特征值后,εt反随围压的增大而有所减少。 将上述结果应用于岩体(或地震)破裂,可以证明,当岩体内存在σ_3<μ(σ_1+σ_2)的应力状态时,即使三向受压,岩体照样会出现张性破裂。由此认为,地震的震源也存在着张性破裂的可能。     

大别山超高压岩石形成温压(深度)条件的研究进展与讨论

根括了大别山－－苏鲁地区超高压岩石成因和形成温压（深度）条件的研究进展,并对其进行了讨论,认为柯石英榴辉岵形成于高压环境是无可争议的事实,而且差应力在其形成过程中是客观存在的。因此,有必要在高温、高围压和存在差应力的条件下进行详细的实验研究,为解决相关问题提供实验佐证。     

不同温压条件下弹性波在岩石中传播速度的实验研究

对以岩浆岩为主的岩石类型进行了不同温压条件下弹性波传播速度的实验研究，结果表明：（１）岩石的物质组成是决定弹性波传播速度的主要因素。以岩浆岩为例，由酸性到基性波速呈增加趋势；（２）岩石中弹性波的传播速度随环境条件改变而变化。一般说来，随温压条件的升高而升高     

地壳不同深度温压条件下花岗岩变形破坏及声发射时序特征.

不同深度温压条件下的三轴压缩实验结果表明,花岗岩强度随深度持续增加直至30ｋｍ左右．在地壳浅表部位,岩石破坏表现为低压突发或准突发失稳,破坏前后有分布大体均匀的声发射（acoustic emission,以下简称AE）事件发生;向下进入以渐进式破坏为特征的深度范围时,破坏前基本没有或仅有很少的、随时间逐渐稀疏的AE分布,破坏后也仅有极少的AE被记录到;在更深的以高压准突发失稳为特征的深度范围,破坏前依然AE极少,但破坏后伴随不等周期粘滑应力降的产生而有较多的AE被记录到;在更高的温压条件下（约26ｋｍ）,破坏形式为高压突发失稳,破坏前即有逐渐密集、累积频次呈指数增加的AE活动;在35ｋｍ 深度附近,岩石强度急剧降低,样品表现为半延性、延性渐进式破坏,无AE记录．声发射b值随深度增加似有减小的趋势,并且b值在岩石破坏前略小于破坏后．声发射时间序列奇异性强度因子的数值分布范围在18ｋｍ 左右深度的温压条件下最宽,表明其标度类型最多,结构最为复杂、无序;在浅部及更深部位的温压条件下均变窄．因而,当温压条件模拟真实的地壳深度向下改变时,微破裂时间序列奇异性强度因子的分布范围可能会经历由窄变宽、再由宽变窄的变化过程．     

斜长石在下地壳温度及较低有效压力条件下的摩擦滑动

近年来圣安德烈斯断层在下地壳深度上震颤的发现使其力学性质引起了更多的关注。文中对斜长石断层泥在低正应力条件下的摩擦滑动性质进行了实验。实验条件为有效正应力100MPa,采用围压控制,温度100~600℃,孔隙水压30MPa。通过对比有效正应力为200MPa,其他条件都相同时的实验结果发现,斜长石的摩擦滑动力学行为基本一致,仅在本构参数a值随温度的变化规律上略有差异,但在整个温度范围均呈速度弱化。由此可见,有效正应力的降低对斜长石的摩擦滑动行为影响不大,因而在下地壳可以产生不稳定滑动的结论仍然成立。     

岩石热导率的温压实验及分析

岩石热导率是岩石热物性中最主要者，是研究地壳和上地幔热结构、地球深部热状态以及各种工程岩体内空气与围岩之间热交换的重要参数，该参数的测定不但是大地热流测量的重要内容之一，也是矿山采掘、石油开发和地热能利用不可缺少的工作。本文简要介绍了利用环形热源法在不同温压条件下对岩石热导率的测试和研究。文中不但介绍了测量原理和测量装置结构，并给出了不同岩性岩石在室温至１８０℃、常压至２２ＭＰａ状态下的测量结果，     

逾渗与岩石破裂的计算机模拟研究

用计算机模拟方法研究了岩石破裂的逾渗模型，给出了在微裂隙随机分布情况下破裂集团的分布图象、破裂集团的大小分布规律、总破裂集团数、集团平均大小、ｂ值、逾渗分维Ｄ及临界情形。所得结果与其他模型和实验基本一致，表明通渗模型是描述岩石破裂扩展演化过程的一种较合适的模型。还发现了岩石破裂过程存在的两个转折点，深入研究这两个转折点附近岩石的宏观性质，可为探索地震孕育演化过程的前兆性质提供依据。     

岩石圈深部温压条件下芳烃的演化特征

在密闭体系中, 400~700℃和1~3 GPa的条件下进行了褐煤加水的模拟实验, 分析了实验产物中芳烃的演化特征, 并讨论了高压高温对有机质的演化的影响. 实验结果表明, 高压抑制了液态烃的裂解, 压力升高有利于有机质降解产物的环化、聚合和芳构化; 温度升高, 芳烃的成熟度增加, 压力增加会抑制或延迟油气的生成和有机质成熟, 并且温度越低, 抑制作用越明显. 高压对有机质热演化的影响是非线性的. 该研究结果不仅加深了对俯冲带地幔有机质稳定性的认 识, 而且对认识深层油气成藏及保存也有启示意义.     

中下地壳温度压力条件下岩石半脆性蠕变的实验研究

本文着重介绍了在中下地壳温度、压力条件下进行的几种岩石半脆性蠕变的实验研究结果。通过对这些岩石的蠕变曲线、蠕变类型、蠕变速度和时间、蠕变应变的关系、稳态蠕变速度-流动应力和蠕变破坏特征的观测、分析,阐述了地壳岩石半脆性蠕变的基本规律,并在温度、围压-流动应力座标系中给出了岩石半脆性蠕变的分区     

闪速加热导致以地震速率滑动的地壳岩石摩擦强度降低

地震期间断层的抗滑阻力是地震物理学中的一个关键未知数.实验室中慢滑速率下岩石的摩擦系数为0.6～0.8,与地壳内高应力测量结果一致.我们的研究结果表明,在很高的、地震滑移速率下,地壳硅酸盐岩石摩擦系数的明显降低缘于微观粗糙接触体的强烈“闪速”加热以及由此引起的抗剪强度的衰减.由闪速加热产生的摩擦系数值可以解释沿某些活断...     

高温高压下岩石波速与地壳深部的物质组成

通过对高温高压下岩石波速实验资料的综合研究得出：岩石波速及速度各向异性可用于确定地壳深部各层的组成和界面性质;岩石波速随构造环境而变化;同一波速层由成分和成因上不同的岩石组合而成利用统计分析后的高温高压波速数据,建立了42组ρ-Vp（密度-速度）关系式及深部岩石判别图解     

高温高压下岩石波速与地壳深部的物质组成

通过对高温高压下岩石波速实验资料的综合研究得出：岩石波速及速度各向异性可用于确定地壳深部各层的组成和界面性质;岩石波速随构造环境而变化；同一波速层由成分和成因上不同的岩石组合而成利用统计分析后的高温高压波速数据，建立了42组ρ-Vp（密度-速度）关系式及深部岩石判别图解