硬主石的高温高压实验研究进展

高温高压实验研究是国际地球科学研究的前沿领域和重要方向之一,模拟地球深部的温度和压力环境,研究地球内部物质的物理和化学性质,是解释地震波数据、了解地球内部结构和动力学过程的重要途径.硬柱石是大洋冷俯冲带中的一种重要变质矿物,国内外学者开展了大量的硬柱石高温高压物理化学性质的实验研究,并取得一系列重要成果.本文对硬柱石的...     

天然气水合物及其地球物理识别方法的研究进展

天然气水合物的研究涉及地球物理、地球化学、地质等多种学科 ,其中地球物理方法在天然气水合物的探查和研究中发挥着重要的先导作用。对水合物的类型及物理化学性质、自然赋存和成藏条件、资源评价、勘探开发手段以及水合物与全球变化和海洋地质灾害的关系等进行了综合论述 ,较为系统地论述了天然气水合物及其地球物理识别方法研究的进展 ,并结合中国水合物探查研究的实际 ,初步预见中国南海北部海域具有水合物成藏的良好前景。     

高温高压下叶蜡石脱水电导率实验

在压力为1.0～4.0 GPa、温度为873～1 223 K下采用Sarltron-1260阻抗/增益-相位阻抗谱分析仪测定了叶蜡石的电导率.实验结果表明,电导率与温度间的关系符合Arrenhius关系式;叶蜡石的脱水引起电导率的突然变化,使电导率急剧上升;脱水前,电导率随着压力增大而减小,其导电机制为电子导电;脱水后,电导率随着压力增大而增大,其导电机制为离子导电.     

高温高压条件下水镁石相变的拉曼光谱研究

本文应用金刚石压腔装置结合拉曼光谱分析技术原位观测了高温高压条件下水镁石的结构变化特征。结果表明：常温升至300℃过程中,随温度升高,水镁石中表征H-O对称伸缩振动的3652 cm-1拉曼特征峰向低波数移动,拉曼特征峰波数与对应的体系温度呈现良好的线性相关关系。常温条件下体系加压过程中,当压力升高至1.19 GPa时,水镁石中表征H-O振动的3652 cm-1拉曼峰向高波数移动并逐渐消失,同时产生表征方镁石的1078 cm-1拉曼特征峰,表明水镁石脱水相变为方镁石。随后压力降低过程中,表征水镁石H-O振动的3652 cm-1拉曼特征峰没有重新出现,脱水相变过程不可逆。     

高温高压下闪长岩弹性纵波速度的实验研究

利用YJ-3000吨压力机,在1.0 GPa、室温至1000℃条件下采用超声波脉冲透射-反射法就位测量了闪长岩的纵波速度(Vp),并在720℃、780℃、870℃和980℃获得了4个实验产物.在1.0 GPa恒定压力下,闪长岩的VP随温度升高呈线性缓慢降低;当温度大于750℃时,波速开始大幅度下降.显微镜观察和电子探针鉴定结果表明:在不同温度下闪长岩内部的矿物发生了不同程度的脱水和部分熔融等反应.波速随温度升高呈线性和非线性下降,主要是由于在高温高压条件下岩石内部矿物发生热膨胀、脱水和部分熔融等反应引起了岩石内部结构和成分的变化而造成的.     

1.0GPa和常温至1100 ℃条件下角闪石斜长片麻岩的V_p变化:实验测量与理论计算

在1．0GPa、常温至1100℃条件下测量了角闪石斜长片麻岩的纵波速度（Vp）,并统计了不同温度实验产物中各种矿物的体积百分含量。结果显示,1．0GPa下,角闪石斜长片麻岩的Vp首先随温度升高（室温至700℃）缓慢降低约6％,然后（700—850℃）快速降低约6％,再（850～950℃）转而急剧升高15％～25％,最后（T〉950℃）又快速下降。实验产物分析表明在高温高压下α-石英-β石英相变和岩石部分熔融是岩石Vp异常变化的主要因素。由取样产物的矿物含量和弹性参数,计算了各温度条件下岩石的Vp得出与实验测量相同的波速-温度变化趋势,即Vp随温度升高先缓慢降低,接着快速降低后又急剧升高,最后又快速减小。实验测量和理论计算对比研究表明,通过高温高压下岩石中的物相变化观测结果进行岩石波速的计算,是检验岩石弹性波速测量结果和研究地球内部地震波结构的一种有效方法。     

中国三条高温高压变质带及其地质意义

高温高压变质岩是指高温（热）榴辉岩－高压麻粒岩－石榴角闪岩的变质序列。其形成的大地构造环境为陆－陆碰撞或陆－弧碰撞带,而不形成于与洋壳有关的汇聚性板块边缘。中国境内有三条典型的高温高压变质带,它们是桑干－承德变质带,大别山－苏鲁变质带和南迦巴瓦变质带。变质时代分别是２５００Ｍａ,２１０～２４０Ｍａ和１７～１４Ｍａ。大别山－苏鲁变质带是中生代陆－陆碰撞带根部变质杂岩,代表了华北与扬子两个陆块拼合的界限。年轻的南迦巴瓦变质带是陆－弧碰撞带变质岩系,高压麻粒岩除了在冈第斯岩浆弧的根部以透镜体出露外,主要代表了被掀斜抬升的印度陆块的基底下地壳岩石。桑干－承德变质带是华北克拉通内的高压麻粒岩－榴辉岩转换相的变质带,表明在晚太古代已有与显生宙相似的形成高压变质带的大地构造机制。     

1.0GPa和常温至1100℃条件下角闪石斜长片麻岩的Vp变化: 实验测量与理论计算

在1.0GPa、常温至1100℃条件下测量了角闪石斜长片麻岩的纵波速度（V_p）,并统计了不同温度实验产物中各种矿物的体积百分含量。结果显示,1.0GPa下,角闪石斜长片麻岩的V_p首先随温度升高（室温至700℃）缓慢降低约6％,然后（700~850℃）快速降低约6％,再（850~950℃）转而急剧升高15％~25％,最后（T>950℃）又快速下降。实验产物分析表明在高温高压下α石英-β石英相变和岩石部分熔融是岩石V_p异常变化的主要因素。由取样产物的矿物含量和弹性参数,计算了各温度条件下岩石的V_p,得出与实验测量相同的波速-温度变化趋势,即V_p随温度升高先缓慢降低,接着快速降低后又急剧升高,最后又快速减小。实验测量和理论计算对比研究表明,通过高温高压下岩石中的物相变化观测结果进行岩石波速的计算,是检验岩石弹性波速测量结果和研究地球内部地震波结构的一种有效方法。     

塔里木盆地岩石高温高压下波速的实验研究及其地质意义

给出了塔里木盆地多种岩石样品在高温高压下弹性波纵波波速(Vp)的实验室测量结果。在最大压力为2 GPa,常温下样品的Vp范围从6．007-6．803 km·s-1时,最大值为安山质火山碎屑岩;当温度为600℃,Vp范围从 5．871-6．658 km·s-1时,其最大值是安山岩。结合地震转换波速度结构等资料,分析认为塔里木盆地地壳结构在大部分地区可三分:上地壳为花岗质变质岩为主;中地壳以花岗闪长岩为特征;下地壳是以安山玄武质成分为特征的岩层。     

浅谈高温高压实验地球科学:方法和应用

在过去的二十多年间,高温高压实验地球科学研究得到了蓬勃发展,凭借其高度的灵活性和易于与其他分支学科相结合的优点,在很多不同的研究领域中都取得了令人瞩目的成果,并已发展成为国际地球科学的前沿领域和重要方向之一,同时也是固体地球科学最强有力研究手段之一。相比之下,国内的高温高压实验地球科学研究还显得相对比较薄弱,相关系统性的认识还有待增强。本文对高温高压实验研究的发展历程、方法原理、仪器设备以及在地球科学研究中的一些应用进行简单的介绍,旨在让更多的国内学者对这一领域有更深入的了解。     

Experimental Study on the Electrical Conductivity of Orthopyroxene atHigh Temperature and High Pressure under Different Oxygen Fugacities

1 Introduction recognized and accepted by more and more experts engaged in experimental research at high temperature and In-situ laboratory measurement of the electricity of high pressure. This method has been regardedgeological materials at high temperature and high pressure internationally as the most advanced one for the in-situis an important approach to revealing the composition, laboratory measurement of the electric properties ofstructure and properties of materials in the deep interior…     

蛇纹石化碱性橄榄石玄武岩、水和氢氧化钠溶液的高温高压实验研究

蛇纹石化碱性橄榄石玄武岩、水和氢氧化钠溶液的高温高压实验研究宋茂双（中国科学院地球化学研究所，贵阳５５０００２）关键词高温高压碱性玄武岩Ｐ波速度熔融－结晶蛇纹石脱水温度作者测量了高温高压下蛇纹石化碱性橄榄玄武岩的Ｐ波速度、蛇纹石脱水温度和Ｈ２Ｏ及Ｎａ...     

高温高压下电解质溶液热力学性质的研究进展

高温高压下电解质溶液热力学性质的研究不仅对探讨地球内部流体的作用具有重要意义，而且在很多实际工业过程中也都有广泛应用。本综述了近10年来高温高压下电解质溶液热力学参数的实验测量和理论计算的进展，实验设备还有待进一步的改进和完善，以获得更高温度和压力下的数据，理论计算不仅有待于实验的发展，也与溶液的结构理论密切相关。     

高温高压下CO2在水中溶解度实验及理论模型

利用自行研制的高温高压反应釜,在不同温度、压力和矿化度条件下测试CO₂在地层水中的溶解度。实验结果表明:温度一定的条件下,CO₂在水中的溶解度随压力的增加而增加;压力一定的条件下,CO₂在水中溶解度的主要变化趋势为随温度的增加而降低,当温度大于100℃、压力在22 MPa左右时,CO₂在地层水中的溶解度将发生异常,出现低压(小于22 MPa)时随温度的增加而降低,高压(大于22 MPa)时随温度的增加而略微升高;在温度压力都一定的条件下,CO₂在水中的溶解度随矿化度的增加而降低。并且,在新测得的实验数据和已有的实验数据的基础上,通过修正PR-HV状态方程中的参数,建立了一个能够精确计算CO₂在水中溶解度的模型;并将该模型与其他模型对比。对比结果表明,该模型计算精度最高,平均相对误差仅为2.69%。     

差应力对石英—柯石英转化压力的影响

在差应力条件下出现柯石英的压力远小于静压条件下柯石英稳定存在的压力,这表明差应力对石英—柯石英转化具有显著影响。根据柯石英形成条件,石英—柯石英相变边界向低压方向迁移有两种不同物理机制;发生在低温半脆性域的相变机制是差应力产生的剪切变形引起应力不稳定,而发生在高温塑性域的相变机制是在差应力环境下石英强烈变形产生的高位错密度引起应变不稳定。     

东疆哈尔里克造山带中角闪石的特征及其地质意义

东疆哈尔里克造山带中角闪石的特征及其地质意义＠赵明＠王赐银￥南京大学地球科学系哈尔里,克造山,带角闪,石角闪岩,相温压条件东疆哈尔里克造山带中角闪石的特征及其地质意义赵明王赐银（南京大学地球科学系,南京２１００９３）关键词哈尔里克造山带角闪石角闪岩相温压...     

高温高压下闪长岩的相变与纵波波速

利用脉冲透射-反射法,在YJ-3000 t高压装置弹性波速测量系统上,测量了0.6、1.0和2.0 GPa,最高1141℃条件下闪长岩的纵波波速(vp)。结果显示,高压下闪长岩的vp随温度升高首先缓慢降低,分别到769℃(0.6 GPa)、810℃(1.0 GPa)和925℃(2.0 GPa)后转而快速下降。实验产物观测显示,0.6 GPa下岩石在758℃时发生脱水熔融并有新生单斜辉石生成,1.0 GPa和2.0 GPa下,闪长岩分别在865℃和921℃的实验产物中出现熔体,新生矿物有单斜辉石和石榴子石。温度升高导致闪长岩中熔体含量增加,斜长石、角闪石和绿泥石等逐渐减少直至消失,单斜辉石和石榴子石呈先增加后减少趋势。探针分析显示,熔体含水量较高,且随温度升高熔体成分向基性方向演化。单斜辉石化学成分变化不明显,2.0 GPa下,随温度从1030℃升高到1138℃,新生石榴子石成分逐渐向钙铝榴石变化。vp变化和熔体含量关系表明,熔体含量增加导致了闪长岩在高温阶段波速的持续快速降低。