加载、加热路径上橄榄石的相变及其对相变动力学参数计算的影响

本文研究了橄榄石原位相变实验中加载、加热路径上的相变及其对确定相变动力学参数的影响.利用文献［1］所给出的退火后先加温后加压,且相对低温条件下实验结果确定出的Ni₂SiO₄橄榄石相变动力学参数,计算了加载、加热路径上所发生的相变对确定成核率、长大率及相变体积分数的影响.结果表明,退火后先加压后加温,且相对高温条件下的实验数据受到加热路径上成核的影响.根据这样的实验数据得到的成核率会明显高于实际温压条件下的成核率.尤其是当多数实验都是高温实验时,根据这些成核率数据所确定的成核率参数会严重偏离其真值,从而严重影响对俯冲带颗粒粒度及俯冲带流变结构的计算.尽管目前有很多关于Mg₂SiO₄橄榄石长大率的实验数据,也有通过对挤碰物理图像的分析对(Mg_0.89Fe_0.11)₂SiO₄橄榄石成核率的估算,但只有文献［2］通过退火后先加压后加温的原位实验得到了Mg₂SiO₄橄榄石的相变成核率,且属于高温实验.根据本文的研究结果,我们认为亟需补充退火后先加温后加压或相对低温的实验数据以得到正确的地幔橄榄石成核率参数.     

则木河断裂带大箐断层枢纽运动的有限元数值模拟研究

变形局部化问题和地震成核问题,是构造变形机制与大地震研究中极其重要的问题.对走滑断裂的运动和走滑型地震而言,断裂枢纽运动是断裂带上变形局部化和地震成核孕育的条件,认识这一运动过程和机制是了解走滑断裂上地震孕育、发生机制的关键之一.本文在前人工作的基础上,以则木河左旋走滑断裂大箐断层为例,测量了大箐断层大箐梁子断头沟台地-五道箐盆地之间的构造和地貌变形,揭示了大箐走滑断层枢纽运动构造和地貌四象限分布的特点,并且在定量分析其枢纽运动的基础上,利用数值模拟方法,模拟了断裂的枢纽运动,结果表明,走滑断裂的枢纽运动表现出典型的掀斜特征,随着断层面倾角的减小,枢纽运动程度加深;随着断层面闭锁区面积的增大,枢纽运动明显受阻;发现在闭锁区及其附近存在一个应力集中区使得应力由外向内一直处于积累状态,反映了地震的成核过程.     

热水条件下黑云母断层泥的摩擦强度与稳定性

黑云母是自然界常见的层状硅酸盐矿物,其摩擦系数不高且化学稳定性好,对其摩擦性质的关注可能会对弱断层的研究有所帮助.本次工作选取的实验温度条件对应于典型地壳强度模型中脆塑性转化带的范围,为300 ℃和400 ℃.有效正应力为200 MPa,孔隙水压包括10 MPa和30 MPa,在此条件下对黑云母模拟断层泥进行摩擦实验研究.实验得出黑云母的摩擦系数平均在0.36左右.速度依赖性随温度升高速度弱化的程度增强,表现为300 ℃为十分微弱的速度弱化,而在400 ℃出现了黏滑行为,代表了更强的速度弱化.显微结构中同时出现了脆性剪切变形和塑性扭折变形,但决定宏观力学性质的显然是脆性剪切变形.在黑云母存在的情况下,本研究的实验结果有助于理解大陆地壳脆塑性转化带中地震的可能性和弱断层深部的变形机制、宏观力学行为以及地震活动.     

热液矿床矿物微形貌与晶体生长环境研究

应用高分辨率扫描隧道显微镜(STM)和场效应扫描电镜(FEG SEM),对取自山西义兴寨金矿等4处热液矿床的黄铁矿、方铅矿、赤铁矿等矿物的表面生长微形貌进行了观察研究,并与实验合成的黄铁矿、方铅矿等矿物的微形貌特征进行对比。发现了自然矿物结晶三维成核成因的黄铁矿微球状晶,在合成和自然矿物的晶面观察到漏斗状晶和胞状结构等生长形貌。合成黄铁矿表面发育平整光滑的生长台阶,反映静态无扰动、接近平衡的晶体生长环境;而大量产于热液矿床的黄铁矿、方铅矿等晶体普遍发育胞状或拉长的胞状结构表面,并总体呈台阶状排列的表面结构,证明自然成矿热液体系的高过饱和度和流动生长环境。研究表明,热液成矿过程中矿物结晶作用有从成核、台阶状晶体生长、到形成“平衡”多面体生长的一个演化过程;形成于复杂条件的矿物晶体表面微观结构,包含丰富的成矿环境信息。     

人工防雹实用催化方法数值研究

目前,我国普遍采用高炮和火箭两种催化工具进行人工防雹,但就如何提高这两种作业工具的有效性还缺乏系统的研究.作者利用三维冰雹云数值催化模式,选取1999年7月18日陕西省旬邑地区的冰雹云作为试验个例,分别就高炮催化不同的作业时间、催化剂量、作业部位、催化方式等,以及对火箭催化所携带的高效AgI焰剂的成核率与火箭在作业过程中以不同的发射距离、发射仰角和当火箭方位角发生偏离后对地面防雹效果的影响进行数值模拟,以期为提高防雹效果提供一些技术参考.     

晶体大小分布理论与岩浆存储时间的确定—以1959年夏威夷基拉危厄火山喷发物

晶体大小分布理论（CSD理论）的基础为定态粒度平衡，它可用来监测正在沉淀的溶液中生长的特定大小晶体的带出带入量。应用描述该平衡的守恒方程可以直接从晶体大小分布数据中确定晶体生长和成速率。这项研究表明，如果特征的晶体生长速率可以被独立地确定或估计，通过CSD分析可以用计算晶体在体系或火山岩浆中的滞留时间。确定存储时间所需的晶体粒度数据可以从玻璃质喷发样品薄片中很容易的获得，数学计算相对简单。这种新方法固有误差的分析显示存储估计的准确性在一个数量级之内。     

孕震类型与应变成核的实验研究

根据岩石强度的差异，组合成不同类型的试样，采用不同的加力方式，模拟不同的地震孕震类型，用多功能高频地震勘探仪和光线示波器对比记录各测点的应变变化。实验结果发现，在岩石主破裂前，不同类型试样各点应变都出现趋势性变化；除软包体型试样外，各点应变除趋势性变化外，都出现应变突变。据此提出应变成核概念。     

变质岩中变斑晶成核生长及旋转问题的述评

发生递进变形的变质岩中,斑晶成核生长于变形分解作用的递进缩短带内,斑晶的大小受两侧递进剪切变形带的限制。除少数螺旋状石榴石外,产于共轴或非共轴递进不均匀缩短变形过程中的斑晶不发生旋转,斑晶内部包体形迹(Si)反映外部面理(Se)的再活化。利用未旋转斑晶中的包体形迹可以确定早期面理的取向,寻找构造演化的时间标志,确定褶皱轴迹等,本文给出了斑晶中包体形迹弯曲的成因模式图。     

利用催化剂的成核率剂量和雨滴质量推算人工增雨量

利用云物理基础理论，据催化剂成核效率、剂量和收集的雨滴重量（半径）的实测平均值，计算人工增雨作业的增雨量，此方法可以解决基层人工增雨效果估算的问題。