差应力对辉长岩熔融程度影响的实验研究

利用高温高压的实验分别对辉长岩进行差应力和温度与岩石熔融程度测试,并进一步分析讨论差应力和温度等岩石熔融程度的关系。动、静态的实验结论表明:(1)静态熔融条件下,岩石的熔融程度主要受温度的影响并且岩石熔融程度与温度呈正相关关系;(2)在保持一定温度不变的动态熔融条件下,岩石的熔融程度还与差应力呈正相关的关系;(3)差应力可以降低熔点,促使熔融提前发生并且使熔融强度增大;(4)差应力对岩石的熔融具有明显的控制作用;(5)以700℃为基准,差应力每增加5MPa其带来的影响与温度升高50℃的效果相当;(6)基性岩石的熔融对差应力的敏感程度最高。该实验结果还表明在研究岩石深熔作用时尤其是在构造作用较强烈地区要考虑差应力的影响因素。     

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。     

地壳岩石的失水熔融实验

以岩石粉末试样的熔融实验为基础的 Ｑ Ａｂ Ｏｒ Ａｎ Ｈ２ Ｏ 体系的相关系表明,地壳岩石的熔融作用遵循矿物相消失所制约的固 液相平衡规律。然而,地壳岩石块状样品开放体系的熔融作用,其熔融机制、矿物相转变、初熔液相成分、残余固相等方面,均与地壳岩石封闭体系的熔融作用有很大差别。石英闪长岩开放体系的熔融实验表明,岩石的熔融首先从含水矿物的脱水熔融开始,从而熔体成分由基性逐渐转变为中酸性,残余固相趋于超酸性。这一实验结果对大陆地区岩浆起源和深部地壳物质组成的研究可能有新的启示。     

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。     

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。     

构造差应力与构造附加静水压力关系研究

构造差应力究竟能够产生多大的附加静水压力在地学界一直有很大争议。本文通过大别山东端郯庐韧性剪切带中糜棱岩的构造差应力测量和同构造新生白云母的电子探针分析,对这一科学问题进行了初步探讨。对该断裂带12个糜棱岩样品进行了20次构造差应力测量,获得了114.6~149.6MPa的差应力值;对同构造新生白云母的电子探针分析获得岩石的形成时的围压为291.7~531.3MPa。通过构造差应力与岩石围压的对比分析,笔者认为岩石中的“构造超压”并不完全是构造差应力产生的附加静水压力造成的,还应包括了岩石中流体压力的贡献。在中-上地壳,附加静水压力主要由流体压力构成;而在下地壳和岩石圈深部,岩石的构造超压主要来自于由构造差应力产生的附加静水压力。但由于岩石圈深部构造差应力的急剧减小,产生的构造附加静水压力对围岩的贡献量极小,并不能使超高压岩石的形成深度明显变浅。     

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。     

贺兰山北段孔兹岩系脱水熔融实验Ⅱ--岩石结构对变质反应的制约

贺兰山北段孔兹岩系中最有代表性的两类岩石 :变粒岩及富铝片麻岩天然块状样品的脱水熔融实验研究表明 ,在不同的温度压力条件 ,两类岩石产生明显不同的变质反应 ,其中变粒岩类在所有的实验条件下均产生 Bt+Pl+Qz→ Hy+Kf+M(熔体 )的反应 ,而富铝片麻岩在不同压力下出现不同的变质反应 :0 .4 GPa条件下发生 :Bt+Pl+Qz→ Hy+Kf+M;0 .6 GPa条件下发生 :Bt+Qz→ Sil+Kf+M;0 .8GPa条件下发生 :Bt→ Cud+Kf+M。本文认为制约变质反应的主要因素是岩石的结构构造 ,因此在讨论高级变质作用时更要强调压力的重要性     

斜长角闪岩脱水熔融过程中熔体连通性的实验研究

岩石的物理性质(弹性、电性等)明显受熔体连通性的制约.因此,研究熔体分布对理解深部地质作用、理解地球物理资料具有特殊意义.于高温高压条件下(T＝850-1100,p＝2.0-4.0GPa)在YJ3000吨六面顶砧压机上进行了三然块状斜长角闪岩的脱水部分熔融实验,测量了熔体与矿物相接触时所形成的二面角值.结果表明,熔体在低熔体系下(熔体体积百分比为5%),熔体以熔体薄膜形式存在于矿物相边界,二面角值<60℃时,熔体相互连通;不同固相矿物的二面角的颁有两个驱动力.通过测量二面角值可定性确定熔体的连通性及熔体连通的动力学制.     

软岩的强度—变形—时间之间关系的试验分析

对软岩和有不连续面的软岩试样进行一系列固结不排水三轴压缩和蠕变试验,测定并分析了它们在正常固结和超固结状态下的应变软化性状、蠕变特性和残余强度的变化规律。探讨了软岩中存在的不连续面对应力－应变关系、残余强度特性和蠕变应变速率的影响。     

锡在流体和花岗质硅酸盐熔体间分配行为的实验研究

锡的成矿与花岗岩有着密切关系。为深入了解不同的岩浆组成及流体变化对锡分配行为的影响,以不同化学组成的凝胶和不同的流体分别作为初始固液相,进行了锡在流体与花岗质熔体间的分配行为实验研究。实验温度为850℃,压力为100 MPa。结果显示,当液相为0.1 mol/L的HCl时,熔体组成的变化对锡的分配行为有着明显的影响,锡在流熔体间的分配系数DSn随熔体中碱质(Na2O K2O)含量、钠钾(Na/K)和碱铝(AlK/Al)摩尔比的增加而减小;在固相(富钾过碱质熔体)不变的前提下,DSn随流体相中HCl浓度的增加而增大,而流体相中HF及K 、Na 浓度的改变对DSn影响不大;流体Cl-浓度和酸度升高有利于锡分配进入流体相。     

铜在熔体流体间分配实验的研究进展

与花岗岩有关的铜矿床主要为斑岩型铜矿,斑岩型铜矿是铜的主要类型。研究铜在岩浆/流体相转变过程中的分配行为,对深入认识斑岩型铜矿的形成机制有重要意义。本文总结了目前铜在熔体/流体间分配实验的研究进展并分述了流体、熔体对铜分配行为的影响以及目前实验研究存在的问题。     

Experimental Investigation on Low-Degree Dehydration Partial Melting of Biotite Gneiss and Phengite-Bearing Eclogite at 2 GPa

The ultrahigh-pressure(UHP) eclogite and gneiss from the Dabie(大别)-Sulu(苏鲁) orogen experienced variable degrees of partial melting during exhumation.We report here dehydration partial melting experiments of biotite gneiss and phengite-bearing eclogite at 2 GPa and 800-950 ℃.Our results show that the partial melting of gneiss is associated with the breakdown of biotite into almandine-rich garnet starting at 900 ℃.About 10% granitic melt can be produced at 950 ℃.In contrast,the partial melting of phengite-bea...     

粒度与岩石流变相关性研究进展

粒度对岩石的粘度、应变率和流变机制及转换具有重要的影响。在相同条件下,粒度越大,粘度越高。在粒度灵敏性变形中,粒度的变化有时对岩石应变率的影响也是显著的。大部分天然岩石是由不同粒度的矿物颗粒组成,不同粒度的颗粒在变形中可能受不同的变形机制控制,包含粒度分布参数的复合流动律改进了人们对天然岩石流变性的认识。岩石的变形过程同时也是粒度的不断修正过程,粒度的演化具有稳态化的趋势。