中国地质科学院地质力学研究所高温高压及常规岩石力学实验室简介

高温高压及常规岩石力学实验室始建于1978年,1993年通过国家计量单位认证,为部级重点开放实验室。2005年在科技部的科学仪器设备升级改造专项资金的资助下,对实验室刚性伺服压机系统进行了整体升级改造,实验机的性能达到国际先进水平并通过北京市计量科学检测研究院的计量检测。目前,实验室不仅承担所内若干重要科研攻关项目的研究任务,同时对外开放,竭诚为广大科研工作者提供服务。一、服务与研究方向为了配合深部地质的研究工作,该实验室通过高温高压岩石力学试验手段模拟地壳—上地幔的温度和压力条件下,岩石高温、高压与构造应力之间的…     

辉长岩脆-塑性转化及其影响因素的高温高压实验研究

本文利用高温高压多功能三轴实验装置,以NaCl为固体围压传压介质,在围压为450MPa~800MPa,温度区间为600℃~1150℃和应变速率为1×10-4~3.125×10-6/s条件下,对攀枝花辉长岩进行了流变学实验研究。实验结果表明,辉长岩围压在450MPa~800MPa条件下,温度在600℃时为脆性变形,700℃~850℃时为半塑性流动,含微破裂,大于900℃时为塑性流动。辉长岩的脆-塑性转化温度为700℃~900℃,主要影响因素为温度、围压和应变速率,同时存在双相流变学问题。      

橄榄石高温高压含水效应与光学性质实验研究

高温高压下橄榄石（多晶）含水效应实验表明,水不但可进入矿物孔隙,且能进入其晶格中。从而与原（干）样相比,橄榄石显示了特有的光学性质和红外吸收谱带,矿物比重也下降约０．０２。这些变化可能是上地幔低速层成因的构成因素。     

高温高压下蛇纹岩脱水的弹性特征其及意义

为了了解蛇纹石在脱水过程中的弹性性质。在１．０ＧＰａ和同时加热条件下,利用脉冲透射法对采自云南双沟街的蛇纹岩进行了超声测量。实验发现,当温度升高至６４０℃时,蛇纹岩的超声波纵波速度随温度的升高而急剧下降。温度继续升高（７００℃以上）,样品在高压腔中爆炸。通过对超声波速下降时的样品发生爆炸前的超声波波形的比较发现,随温度升高超声波振幅有了明显的增大。实验产物的鉴定并与前人相关实验结果比较表明,蛇纹岩     

热液金刚石压腔(HDAC)高温高压实验平台简介

热液金刚石压腔(HDAC)高温高压实验平台是在金刚石压腔的基础上发展起来的一种高温高压原位实验模拟设备.近年来,HDAC技术已经在地质科研领域取得了大量成果,多篇重要研究成果被《Science》《Nature》等知名期刊刊发.本文介绍了HDAC高温高压实验平台结构与组成、实验优势和应用前景.     

高温高压下石英砂岩的电导率实验研究

利用交流阻抗谱实验技术,在0.5~2.0 GPa、573~873 K和10-1~106 Hz条件下,借助YJ-3000t紧装式六面顶高压设备和Solartron-1260阻抗/增益-相位分析仪测定了石英砂岩的电导率。实验结果表明:在测定的频率范围,样品的复阻抗的实部、虚部、模和相角对频率有很强的依赖性。随着温度升高,电导率增大,lgσT与1/T之间符合Arrhenius线性关系。通过拟合计算,获得了表征样品电学性质的指前因子、活化焓、活化能、活化体积等物性参数。杂质离子导电机制对高温高压下石英砂岩的导电行为提供了合理的解释。     

高温高压下流体中电解质活度系数的确定

高温高压下流体中电解质的活度系数在地球化学领域有着广泛的应用。本实验测量了100—500℃、0．11—12GPa下0．01mol／L KCl溶液的电导率,并利用Hueckel方程由实验确定的摩尔电导和极限摩尔电导计算出了KCl的平均摩尔活度系数。平均摩尔活度系数随温度升高而减小,随压力升高而增大,而在高温高压下随温度压力的升高几乎保持恒定。     

伊朗Y油田深井油套环空封隔液评价与优化研究

伊朗Y油田主力产层F油层属于典型的高温、高压、高产、有腐蚀性流体产出的油田。为了保障该油田的长效、高效、安全生产,需要对完井工艺及管柱保护进行防腐研究。采取完井时下入带封隔器的完井管柱,并在封隔器之上的油套环空注入防腐封隔液;室内对引进的2种环空封隔液体系进行了互溶性、高温稳定性、杀菌性等基础理化性能及对井下管材的腐蚀性的实验及评价。评价结果表明,CaCl2型环空封隔液高温稳定性较差,浸泡腐蚀速率值高值为0.062 mm/a,电偶腐蚀速率值高值为0.078 mm/a,均大于设定的腐蚀速率值0.05 mm/a。而引进的NaCl KCl型环空封隔液高温稳定性较好,浸泡腐蚀速率值高值为0.014 mm/a,电偶腐蚀速率值高值为0.037 mm/a,均低于设定的腐蚀速率值0.05 mm/a。鉴于此情况,对引进的CaCl2型环空封隔液进行改进并优化设计,确定合适的CaCl2型环空封隔液体系。优化设计后的CaCl2型环空封隔液高温稳定性良好,浸泡腐蚀和电偶腐蚀速率值均低于设定的腐蚀速率值,综合性能达到了现场应用要求。     

深源地震机理的新认识──反向裂隙断层作用

高温高压实验究表明，地幔矿物相交与深源地震有着密切的关系。在具有放热效应的橄榄石一尖晶石相变过程中形成的反向裂隙（ａｎｔｉｃｒａｃｈ）是诱发深源地震的主要原因；而发生在下地幔的相变作用（例如钛铁矿－钙钛矿相变）因其具有吸热效应的特征，不形成反向裂隙，从而导致深源地震终止于下地幔顶界。     

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。