宋茂双
- 作品数：46 被引量：159H指数：7
- 供职机构：中国科学院广州地球化学研究所更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中国科学院“百人计划”中国科学院知识创新工程重要方向项目更多>>
- 相关领域：天文地球理学建筑科学一般工业技术更多>>
- 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
- DyVO_(4)高压拉曼光谱研究
- 2021年
- 利用金刚石压腔和拉曼光谱研究了DyVO_(4)的压缩行为。结果表明:DyVO_(4)在0-35.4 GPa发生了两次相变。第一次相变在7.8±0.5 GPa开始,在13.3 GPa结束,DyVO4从锆石相不可逆地转变成白钨矿相,这个相变伴随着锆石相拉曼峰的消失和白钨矿相拉曼峰的出现,光谱特征清晰。第二个相变发生在约21.9 GPa,DyVO_(4)从白钨矿相进一步可逆地转变成褐钇铌矿相。白钨矿相模133 cm^(-1)(Bg)频率随压力的演化趋势在相变点发生变化,另外对应VO_(4)四面体伸缩振动区域的拉曼峰在褐钇铌矿相逐渐展宽。DyVO_(4)的褐钇铌矿相一直稳定到35.4 GPa,卸压到常压后,DyVO_(4)是白钨矿相。
- 王宝云宋茂双
- 关键词：拉曼光谱锆石白钨矿褐钇铌矿
- 某些地球深部物质的综合物性实验研究
- ＜正＞近几年来我们在YJ-3000吨压力机的紧装式六面顶静态超高压大腔体实验设备上,建立了高压同时高温下物质的弹性波速、电导率和差热测量方法。在此基础上,进行了压力为0．1～6．0 GPa,温度为室温至1500℃条件下矿...
- 谢鸿森徐济安张月明郑海飞徐有生宋茂双郭捷侯渭
- 文献传递
- 金鲁地幔橄榄岩地球化学特征及其对泽当蛇绿岩构造演化的指示被引量：1
- 2020年
- 地幔橄榄岩作为蛇绿岩套的重要组成单元,由于其微量元素含量低、分析精度差且容易遭受变质作用影响而缺乏地球化学研究。本文选择泽当蛇绿岩金鲁剖面新鲜的地幔橄榄岩岩心样品,展开岩石地球化学、矿物化学等研究,识别出纯橄岩、蛇纹岩和方辉橄榄岩三种岩石。方辉橄榄岩相对于纯橄岩和蛇纹岩具有高SiO2、低MgO的特征,REE含量较高,含有高Al的尖晶石,反映地幔亏损程度较低(10%~25%);而纯橄岩和蛇纹岩相对方辉橄榄岩具有低SiO2、高MgO的特征,REE含量很低,含有相对高Cr的尖晶石,反映地幔亏损程度高(30%~40%)。综合分析认为泽当地区古大洋上地幔不仅经历了正常的洋中脊熔融亏损阶段,还在俯冲带流体交代作用下经历了进一步的熔融亏损过程,泽当蛇绿岩形成于超级俯冲带(SSZ)之上。
- 王浩李建峰宋茂双邵同宾王晓宁王思猛
- 关键词：地幔橄榄岩蛇绿岩地球化学矿物化学
- 铝在校正高压下物质弹性波速测量上的应用被引量：2
- 1996年
- 自从在紧装式六面顶高压装置上建立了高温超高压下弹性波速的测量方法之后，已经获得了大量的有关岩石矿物的波速数据，利用这些波速数据解决了许多地质问题。然而，其高压弹性波速数据的精度没有解决，一直无法校正上、下顶砧的真正走时。根据弹性理论和标准物质铝的有关弹性参数，计算出铝的波速与压力的关系，然后，根据铝的波速与压力的关系推导出上、下顶砧的实际走时，校正后测量的较低压力下铁的波速与前人的资料吻合很好，并且铁的波速与压力也具有较好的非线性关系。因而，今后可以根据标准物质铝和铁来校正上、下顶砧的走时，从而获得物质在高压下更加精确的波速数据。
- 徐有生谢鸿森张月明徐济安宋茂双许祖鸣
- 关键词：弹性波速金属铝
- δ-(Al,Fe)OOH的高压相变
- 2021年
- δ-(Al,Fe)OOH被认为是将水输运到地球核幔边界的可能载体,厘清其在高压下的结构相变与物理性质对于理解深部水循环具有重要意义。利用金刚石压腔和同步辐射X射线衍射,研究了δ-Fe_(0.08)Al_(0.92)OOH(δ-Fe8)的压缩行为。压力-晶胞体积(p-V)曲线表明:δ-Fe8在0~78 GPa经历了氢原子的有序–无序转变和铁的自旋转变。其中氢原子有序–无序转变发生在约9.7 GPa,p-V曲线在相变点出现轻微转折,且轴比a/c和b/c对压力的斜率在相变前后发生反转,空间群由P21nm变为Pnnm。铁自旋转变发生在31.5~39.5 GPa,伴随着约2%的晶胞体积塌缩,属于等结构相变。采用Birch-Murnaghan状态方程分段拟合了p-V曲线,得到了各个结构的状态方程参数。用铁高自旋态和低自旋态理想固溶体模型分析了自旋转变区域的p-V数据,拟合得到低自旋分数随压力变化的关系式。计算结果表明,体弹模量和体波速在自旋转变区域会出现软化行为,说明地球内部富集一定数量的δ-Fe8可能造成中下地幔局部体波低速异常。结合前人研究,给出了δ-(Al,Fe)OOH体系的相变压力与铁含量的线性关系式。
- 王宝云肖万生宋茂双
- 关键词：X射线衍射相变
- 0.4～5.0GPa和室温～500℃下NaCl溶液的电导率被引量：7
- 1997年
- NaCl-H_2O体系是地质上最基本的二元系.对高压(>0.5 GPa)下NaCl溶液电导率测量很少.测量了0.4～5.0 GPa和室温～500℃时 0.01 mol/L NaCl溶液的电导率.结果表明,在 0.4 GPa下,0.01 mol/L NaCl溶液的电导率为 Quist和Marshall(1968)的结果吻合的较好.NaCl溶液的电导率随温度升高而增大,当压力≤1.5 GPa时,随压力升高变化很小.当压力在 1.5 GPa以上时,NaCl溶液的电导率随压力升高迅速增大.高压下电导率随压力的迅速增大可能在许多地质过程(如热液条件下的矿床形成)以及其他领域上都具有重要意义.
- 徐有生谢鸿森郭捷张月明宋茂双郑海飞
- 关键词：高温电导率氯化钠溶液实验地球化学
- Carrara大理岩在轴向压缩实验过程中的显微构造特征及变形机制研究被引量：1
- 2018年
- 为了研究大理岩在变形过程中显微构造特征的演化及其主导变形机制,本文以利用Paterson气体介质高温高压流变仪轴向压缩模块在一定温度(600～900℃)、围压(～300 MPa)和应变速率(5.92×10^(-3)~1.04×10^(-5) s^(-1))条件下施加不同应变量(2%～25.8%)的Carrara大理岩实验变形样品为研究对象,利用光学显微镜对变形前后Carrara大理岩的显微构造特征进行系统的观察和对比分析。观察发现本研究实验条件下样品发育机械双晶、波状消光、颗粒细化等显微构造特征,表明变形过程中激活的塑性变形机制包括双晶滑移、位错蠕变和动态重结晶等。通过统计动态重结晶方解石颗粒的粒度,结合前人的实验研究结果,厘定了方解石颗粒边界迁移动态重结晶古应力计和亚颗粒旋转动态重结晶古应力计。对比不同应变量和温度条件下变形样品的显微构造特征,发现方解石的显微构造特征随着应变量的增加和温度的升高不断发生变化,暗示着主导Carrara大理岩塑性变形的微观变形机制也发生了相应的改变,为力学数据拟合时应力指数n的变化提供了合理的解释。此外, Carrara大理岩在高温条件下也会发生双晶滑移,在应变量和应力相同的情况下,双晶厚度随温度的升高而增加。
- 张桂男宋茂双李建峰邵同宾嵇少丞王浩
- 关键词：轴向压缩高温高压显微构造特征
- 叶蛇纹岩脆性-半脆性破裂研究被引量：1
- 2016年
- 利用Paterson气体介质高温高压流变仪对纯叶蛇纹岩在100-400MPa围压、25~700℃温度和10-5-1.5×10-6s-1应变速率下进行了三轴压缩变形实验。实验结果表明叶蛇纹石在低压条件下表现为脆性破裂,高压或脱水条件下表现为半脆性破裂。随着温度的增加,叶蛇纹石的强度显示逐渐降低的趋势;尤其在脱水条件下,温度的增加可导致叶蛇纹石强度大幅度地降低,而且此时预热时间对强度的影响比未发生脱水时更加显著。结合前人的研究并对比发现,围压在室温下的增加导致叶蛇纹岩强度增加;但在高温下围压的增加导致试样强度整体上降低,这很可能是试样内聚力的局部损失与韧性增强引起的。围压和温度的升高,以及断层面上流体的增加很可能会增加破裂面的韧性,从而减小摩擦系数。此外,叶蛇纹石并非以往人们所认为的那样具有极低的强度,其强度要比低温蛇纹石（如利蛇纹石和纤蛇纹石）的大得多,即便在高温（大约600℃）下差应力大于约600MPa和中-低温（≤400℃）下差应力大于约1000MPa时仍没有表现出明显屈服的迹象。在脱水条件下,蛇纹岩并没有发生脱水致脆,相反脱水使得试样的断裂行为变得更加温和些。因此,俯冲带蛇纹岩脱水更可能诱发其周围更加脆性的岩石发生地震而不是脱水的蛇纹岩本身发生地震。
- 邵同宾宋茂双李建峰张桂男夏莹
- 关键词：叶蛇纹石三轴压缩中源地震俯冲带
- 2~100GPa压力下D_2O冰相变的低温红外吸收光谱研究
- 2014年
- 在2~100 GPa和12~298 K的温度压力范围内系统地研究了D2O冰Ⅷ以及冰Ⅶ-Ⅷ和Ⅶ-Ⅹ相变的红外吸收光谱特征。我们发现冰Ⅷ的伸缩振动(v1,v3)和转动振动(vR,vR′)的频率及其压力依赖与冰Ⅶ基本一致,但弯曲振动(v2)频率存在明显差异,在6 GPa压力以上时位于约1100 cm-1,较冰Ⅶ低约80 cm-1。在10 GPa压力以下,冰Ⅶ及冰Ⅷ的弯曲振动频率随压力升高而降低,显示出异常的软模行为,可以用结构弛豫来解释。在100 K温度以下,冰Ⅷ在74 GPa相变为非分子相的平动无序冰Ⅹ,该相变以转动振动(vR)向变形振动(vD)的转化为特征。所观察到的冰Ⅶ-Ⅹ相变的红外光谱特征可以用来确定Ⅶ-Ⅹ相变压力。在平动无序冰Ⅹ中,氢原子(H或D)沿氢键束缚O-H(D)···O轴的发生隧道效应,隧道效应使得围绕着一个氧原子可以形成由4个氢原子构成的四面体,从而导致红外活性的变形振动(vD)的产生。
- 宋茂双周微张桂男李竑廷
- 关键词：红外光谱相变
