国家自然科学基金(40772029)
- 作品数：4 被引量：23H指数：3
- 相关作者：王茜邵同宾李建峰宋茂双嵇少丞更多>>
- 相关机构：中国科学院中国科学院研究生院中国科学院大学更多>>
- 发文基金：中国科学院知识创新工程重要方向项目中国科学院“百人计划”国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：天文地球更多>>
- Paterson高温高压流变仪及其在岩石流变学中的应用被引量：13
- 2011年
- 地球作为一个动态体系,其内部岩石在各种物理化学条件下变形,形成各种地质构造。在过去的几十年里,得益于相关测试分析手段的不断发展,地球材料的流变学研究取得了许多实验突破,加深了人类对地壳和上地幔岩石变形行为的理解。本文对实验岩石变形装置的技术发展做了扼要的回顾,重点介绍了Paterson高温高压流变仪(HPT)。HPT是一台内部加热气体介质高温(可达～1500℃)高压(高达700MPa)三轴变形装置,与固态介质的Griggs装置相比,更能对温度、围压、差应力和应变进行高精度的测量,从而获得高质量的力学数据。选择不同的驱动系统,HPT可以在压缩、拉伸和扭转模式下进行各种类型的测试,如恒定应变速率,蠕变(恒定应力)和松弛实验等。利用该装置上的孔隙流体模块,还可以自动控制孔隙流体压力并测量进出样品孔隙流体的体积,从而测定实验变形过程中样品的体积变化。因此,HPT是研究矿物岩石的力学行为和物理性质的最佳装置。本文还对HPT在解决各种关键的地质与地球物理问题,如多相岩石的流变学和断裂力学、部分熔融的形成和萃取、脆-韧性转变、动态重结晶和晶格优选定向的发育,以及变形岩石的地震波性质等方面的应用进行了简要的总结。中国科学院广州地球化学研究所最近安装的HPT是目前中国唯一的一台同类仪器,为中国引入了地球科学领域的一项新的高技术,必然会对构造地质学和地球动力学实验研究产生积极的作用。
- 邵同宾嵇少丞李建峰王茜宋茂双
- 关键词：流变学构造地质学地球动力学
- 部分熔融岩石流变学被引量：10
- 2011年
- 本文系统地总结了静态与动态条件下部分熔融岩石中熔体的形态及其分布特征,着重阐述部分熔融对橄榄岩和花岗岩流变学性质的影响。众所周知,部分熔融不仅是造成地球的成分演化、形成层圈构造的重要过程,而且对深部地壳和上地幔的物理性质(如,电导率、滞弹性、剪切波速度和渗透性等)皆具有重要的影响。尤其是,部分熔融岩石流变性的研究对于深刻理解地壳和岩石圈地幔之间的力学耦合、地幔对流,板块构造运移、造山作用、地壳隧道流等地质过程必不可少。在过去特别是近三十年来,该领域的实验和理论研究皆取得了长足的进步,加深了人们对部分熔融岩石流变学性质的理解,现已达成如下共识:在静态条件下,当橄榄岩中的熔体分数很小(<约2%)时,熔体主要局限于颗粒三连点或沿粒棱分布;随着熔体体积分数的增加,颗粒边界上的熔体膜也会逐渐增多。然而,在共轴挤压和简单剪切变形条件下,熔体大多数沿着与最大主应力呈15°～30°的小角度的伸展剪切带分布。只要熔体的体积分数不大(约5%),绝大多数颗粒边界并没有被熔体润湿,部分熔融只会导致中等程度的流变弱化效应。但是,随着熔体含量的增加,地幔岩流变强度的弱化效应会渐趋强烈,变形最终导致固—熔体的彼此分离(岩浆萃取)。
- 邵同宾嵇少丞王茜
- 关键词：部分熔融二面角流变学地球动力学
- Carrara大理岩高温高压变形实验研究被引量：3
- 2014年
- 利用高精度的Paterson高温高压流变仪对Carrara大理岩在高温（873-1173K）高压（-300MPa）以及约10-6-10-3s-1应变速率下进行了三轴压缩变形实验。结果表明,在等应变速率条件下,其强度随着温度的升高而降低;在等温和等压条件下,其强度随着应变速率的增加先快速增加而后缓慢增加。在应变速率对差应力的双对数投图中,我们发现随着温度的升高拟合直线的斜率减小,并且在873K和高应变速率时973K温度下Carrara大理岩的流变本构方程服从指数律变化关系;而在高温（1073K和1173K）和973K低应变速率条件下Carrara大理岩的应力指数n为5.3-7.7,且服从幂次律变化关系。因此,Carrara大理岩在本研究的实验条件下主要有两种变形机制,一种是用指数律表示的高应力变形机制;另一种是用幂次律表示的中等应力变形机制。
- 宋茂双邵同宾李建峰嵇少丞王茜
- 关键词：高温高压流变学地球动力学
- 水对名义无水矿物变形的影响被引量：5
- 2013年
- 在固体地球中,水虽微量,但对众多地质过程(例如,岩石部分熔融与火山喷发、地震活动等)和岩石的物理化学性质(例如,电导率、滞弹性、地震波性质、相变动力学等)影响重大。更为重要的是,水能通过影响矿物的变形机制来控制岩石的流变强度,进而制约着地球动力学的过程。名义无水矿物(NAMs:Nominal anhydrous minerals)即为分子式中不含氢的矿物,其晶格的容水量远小于正常含水矿物(如,角闪石,蛇纹石等)的容水量,但由于NAMs在固体地球中体积比例甚大,仅上地幔的橄榄石中所能溶解的水可能比全部地表水还多。因此了解水对NAMs(尤其是分别作为地壳和上地幔主要组成矿物的石英和橄榄石)变形的影响对于精确地构建岩石圈强度剖面和深刻理解构造地质学与地球动力学过程至关重要。本文将系统地回顾水对NAMs变形的影响,首先通过回顾水在固体地球内部的存在形式提出了NAMs是固体地球中的重要水库,接着阐述了NAMs中水的存在形式、溶解机制、溶解度影响因素及扩散动力学,最后着重论证了水致弱化在石英和富镁石榴石中最强,然后依次是单斜辉石、长石、橄榄石,瓦德利石和林伍徳石。
- 邵同宾宋茂双嵇少丞李建峰王茜
- 关键词：流变学构造地质学地球动力学
