橄榄石集合体中与位错蠕变相伴随的粒间滑动 被引量：2

1

作者 赵永红 王中言 David L KOHLSTEDT 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期708-712,共5页

为了研究橄榄岩位错蠕变过程中粒间滑动所起的作用,对经脱水干燥的橄榄石集合体试件进行了一系列的变形试验。三轴压缩蠕变试验在T=1473K、P=200和400MPa条件下使用一台高分辨率气体介质变形装置进行,每个试件在介于100～250MPa之间的... 为了研究橄榄岩位错蠕变过程中粒间滑动所起的作用,对经脱水干燥的橄榄石集合体试件进行了一系列的变形试验。三轴压缩蠕变试验在T=1473K、P=200和400MPa条件下使用一台高分辨率气体介质变形装置进行,每个试件在介于100～250MPa之间的不同应力水平下变形,得到的应变率介于10^(-4)～10^(-6)S^(-1)之间。随着差应力的增加,得到扩散蠕变到位错蠕变的过渡,在位错蠕变域,易滑动体系在～50MPa和颗粒尺寸为15μm时伴随粒间滑动。这一粒径敏感蠕变域由应力指数3.2±0.1和粒径指数1.8±0.2来刻划。将这一流动律与其他扩散和位错蠕变结果进行对比,表明本文得出的流动律可应用于粒度小于100μm和差应力大于20MPa时的岩石流动。因此,与粒间滑动相伴的位错蠕变可能是上地幔岩石圈剪切带变形局部化的主要变形机制。 展开更多

关键词 橄榄石 高温高压 粒间滑动 位错蠕变 实验研究

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山东昌乐地区王家大山玄武岩流变性质研究

2

作者 王晓宁 姜哲轩 +4 位作者 郑小东 张洪通 李建峰 吴东伟 宋茂双 《岩石学报》 北大核心 2025年第4期1454-1465,共12页

本文选用采自山东昌乐地区王家大山的玄武岩作为初始样品,利用Paterson气体介质高温高压流变仪在围压~300MPa、温度973~1173K、应变速率5×10^(-6) s^(-1)~4×10^(-5) s^(-1)的实验条件下开展了轴向压缩变形实验(应变量≤15%),... 本文选用采自山东昌乐地区王家大山的玄武岩作为初始样品,利用Paterson气体介质高温高压流变仪在围压~300MPa、温度973~1173K、应变速率5×10^(-6) s^(-1)~4×10^(-5) s^(-1)的实验条件下开展了轴向压缩变形实验(应变量≤15%),以探究玄武岩的高温流变行为。傅里叶变换红外光谱仪分析测得变形前后样品都是含水的,说明玄武岩在实验过程中发生含水条件下的变形。应力-应变曲线表明玄武岩发生宏观塑形变形;样品稳态(或接近稳态)流变差应力介于41~427MPa之间,且随应变速率降低和温度升高而减小,遵守幂律流变方程。当温度≥1073K时,应力指数(n)=3.6±0.3,活化能(Q)=340±34kJ/mol;当温度≤1023K时,n=5.9±0.8,Q=259±23kJ/mol。显微结构观察发现:变形后样品以基质斜长石普遍发育形状优选定向(SPO)为最显著特征,可识别出基质斜长石发育波状消光和膝折等晶内变形显微证据;低温(≤1023K)高应力(>300MPa)样品中基质斜长石、单斜辉石发育微裂隙,并可见沿微裂隙的滑移错动,表明脆性破裂承担了部分应变量;温度≥1023K的样品中发生脱水引起部分熔融,在淬火熔体中可见细粒的重结晶角闪石生成,但由于熔体含量较低似乎对玄武岩的流变行为影响不明显。本文报道的含水条件下的玄武岩流变数据与前人报道的辉绿岩数据一起,可以为构建不同水含量的大陆下地壳(大洋洋壳)流变强度剖面提供支持,也可以为理解洋壳变形、下地壳流动和拆沉等重要构造过程提供流变学证据。 展开更多

关键词 玄武岩 流变 位错蠕变 矿物反应

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线理对长英质糜棱岩强度影响的实验研究

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作者 张洪通 郑小东 +2 位作者 姜哲轩 李建峰 宋茂双 《大地构造与成矿学》 北大核心 2025年第4期925-936,共12页

为探讨线理对长英质糜棱岩强度的影响,本次研究通过对面理面(xy面)内沿与线理方向(x方向)呈不同角度(0°、30°、45°、60°、90°)钻取圆柱样品,并在Paterson气体介质高温高压流变仪上进行轴向压缩变形实验。实验... 为探讨线理对长英质糜棱岩强度的影响,本次研究通过对面理面(xy面)内沿与线理方向(x方向)呈不同角度(0°、30°、45°、60°、90°)钻取圆柱样品,并在Paterson气体介质高温高压流变仪上进行轴向压缩变形实验。实验条件设定为:围压约300 MPa、温度850~975℃、应变速率3×10^(-6)~10^(-4)s^(-1)。变形过程中,稳态加载差应力范围为69~576 MPa;岩石强度受与x方向夹角控制:沿x方向压缩时强度最大,从x方向到与x方向呈30°夹角时压缩强度快速降低(~36.6%),随后从30°到60°方向压缩强度缓慢降低,而沿y方向的压缩强度较60°方向略有回升。利用幂律流变方程拟合岩石力学数据时,去除850℃下压缩方向为y方向和900℃下压缩方向为x方向的两个稳态差应力σ>300 MPa(围压)的数据后,获得的视应力指数na为4.9~7.9,且随温度升高而减小。显微结构观察显示,黑云母出现弯曲、褶皱现象,颜色变暗、解理模糊、颗粒细化,并发生脱水反应,同时诱导长石和石英部分熔融。结合视应力指数na>3的结果,表明长英质糜棱岩的主要变形机制为位错滑移和位错攀移,在低温高应力条件下伴随有脆性破裂的参与。 展开更多

关键词 线理 长英质糜棱岩 应力指数 位错蠕变

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岩石扩散蠕变及其地质意义 被引量：7

4

作者 王永锋 金振民 《地质科技情报》 CAS CSCD 北大核心 2001年第4期5-11,共7页

总结了近十年来岩石扩散蠕变显微构造鉴别特征、研究方法的最新进展。矿物颗粒大小和流体 (包括熔体和水 )等是影响扩散蠕变的重要因素。扩散蠕变与位错蠕变和超塑性变形有密切关系 ,它的研究对大陆裂谷化过程、大陆碰撞带中岩石圈地幔... 总结了近十年来岩石扩散蠕变显微构造鉴别特征、研究方法的最新进展。矿物颗粒大小和流体 (包括熔体和水 )等是影响扩散蠕变的重要因素。扩散蠕变与位错蠕变和超塑性变形有密切关系 ,它的研究对大陆裂谷化过程、大陆碰撞带中岩石圈地幔强度弱化。 展开更多

关键词 扩散蠕变 位错蠕变 变形机制 岩石流变学 显微构造 韧性剪切应变

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R60702锆材小冲孔蠕变特性 被引量：4

5

作者 凌祥 胡若美 《南京工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2009年第5期1-4,共4页

小冲孔蠕变试验技术是一种采用微小试样、近乎无损地评定材料高温力学性能的新方法.为了研究R60702锆在200℃下蠕变特性,对R60702锆材试样进行了载荷为454-572 N的小冲孔蠕变试验,得到了R60702锆材试样蠕变挠度-时间曲线.结果表明：R60... 小冲孔蠕变试验技术是一种采用微小试样、近乎无损地评定材料高温力学性能的新方法.为了研究R60702锆在200℃下蠕变特性,对R60702锆材试样进行了载荷为454-572 N的小冲孔蠕变试验,得到了R60702锆材试样蠕变挠度-时间曲线.结果表明：R60702锆材在200℃时存在着明显的蠕变现象,而且在载荷水平较高时具有明显的蠕变曲线三阶段的特征;建立了一种新的Norton方程关系式ε^c=A（σ-σcon）^n;R60702锆材在200℃时的蠕变机理为位错蠕变. 展开更多

关键词 小冲孔试验 R60702锆材 位错蠕变

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钙钛矿蠕变对俯冲带震源深度极限的约束 被引量：1

6

作者 许俊闪 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期3218-3225,共8页

本文利用林伍德石、钙钛矿两种矿物在不同差应力下随温度变化的蠕变曲线,通过约束温度条件和板块俯冲引起的弹性应变率,得到了俯冲带670km深度可能的应力范围.结果显示,在俯冲带670km深度基于林伍德石蠕变得到应力大小可能超过100 MPa,... 本文利用林伍德石、钙钛矿两种矿物在不同差应力下随温度变化的蠕变曲线,通过约束温度条件和板块俯冲引起的弹性应变率,得到了俯冲带670km深度可能的应力范围.结果显示,在俯冲带670km深度基于林伍德石蠕变得到应力大小可能超过100 MPa,而相变为钙钛矿后仅为0.1-10 MPa.通过分析认为钙钛矿的Si扩散引起的快速应变率使得670km更深深度的俯冲带无法支持较大的应力,可能是下地幔地震终止的原因,而不需要考虑亚稳态相变导致反裂隙断层的消失或林伍德石分解后超塑性等影响. 展开更多

关键词 钙钛矿 深源地震 位错蠕变

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15-15Ti奥氏体不锈钢的蠕变性能 被引量：2

7

作者 丁寻 黄晨 李荣生 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2020年第7期70-73,共4页

在600,650,700℃下对国产15-15Ti不锈钢进行不同应力水平的蠕变试验,观察了蠕变断口形貌,研究了该钢的蠕变变形机理与断裂机理。结果表明:在不同温度和应力下,15-15Ti不锈钢的蠕变曲线可以分为减速蠕变、稳态蠕变和加速蠕变三个阶段,稳... 在600,650,700℃下对国产15-15Ti不锈钢进行不同应力水平的蠕变试验,观察了蠕变断口形貌,研究了该钢的蠕变变形机理与断裂机理。结果表明:在不同温度和应力下,15-15Ti不锈钢的蠕变曲线可以分为减速蠕变、稳态蠕变和加速蠕变三个阶段,稳态蠕变阶段的时间占整个蠕变的90%以上;随着应力的降低,稳态蠕变阶段越来越明显,蠕变寿命延长,蠕变伸长率减小;15-15Ti不锈钢在600,650,700℃下的应力指数分别为14.3,8.2,4.9,蠕变变形机理为位错蠕变;15-15Ti不锈钢的短时蠕变断裂性质为穿晶断裂,长时蠕变断裂性质为沿晶断裂,穿晶断裂呈现韧性断裂特征,沿晶断裂呈现明显的晶界空洞损伤机制。 展开更多

关键词 15-15Ti不锈钢 蠕变断口形貌 位错蠕变 沿晶断裂 穿晶断裂

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影响橄榄石集合体蠕变性质物化因素的研究进展 被引量：1

8

作者 王文博 杨振涛 赵永红 《中国科学院研究生院学报》 CAS CSCD 2005年第3期270-278,共9页

综述了高温高压条件下岩石和矿物流变性的实验研究结果 ,总结了影响橄榄石集合体流变性能的各种物理和化学因素 .岩石和矿物在高温高压条件下变形的微观机制主要有 2种 :扩散蠕变和位错蠕变 .橄榄石集合体在扩散蠕变机制作用下 ,应变率 ... 综述了高温高压条件下岩石和矿物流变性的实验研究结果 ,总结了影响橄榄石集合体流变性能的各种物理和化学因素 .岩石和矿物在高温高压条件下变形的微观机制主要有 2种 :扩散蠕变和位错蠕变 .橄榄石集合体在扩散蠕变机制作用下 ,应变率 ε和差应力之间的关系为线性 ;在位错蠕变机制作用下 ,差应力指数n约等于 3.在相同差应力作用下 ,温度、熔融组分与橄榄石集合体的应变率是正相关的 .含水条件下 ,橄榄石集合体的强度显著降低 .颗粒度对差应力和应变率的影响比较复杂 ,低应变率和小颗粒度对应的差应力指数约等于 1 ;高应变率和粗糙颗粒度时 ,n为 3左右 . 展开更多

关键词 扩散蠕变 位错蠕变 差应力 应变率 橄榄石集合体

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压力对橄榄石流变性的影响 被引量：8

9

作者 赵永红 王中言 +1 位作者 David F BRUHN David L KOHLSTEDT 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2003年第3期577-582,共6页

本文给出细粒橄榄石集合体在位错蠕变域中压力效应的实验结果。对干燥、人工合成的橄榄石集合体进行了三轴压缩实验,试验在一台高分辨率的气体介质试验机上进行。典型的常载荷蠕变试验温度为1473K或1523K,围压为400MPa、200MPa、400MPa... 本文给出细粒橄榄石集合体在位错蠕变域中压力效应的实验结果。对干燥、人工合成的橄榄石集合体进行了三轴压缩实验,试验在一台高分辨率的气体介质试验机上进行。典型的常载荷蠕变试验温度为1473K或1523K,围压为400MPa、200MPa、400MPa、200MPa。当差压力和温度给定时,试件在400MPa围压下,变形速度较200MPa围压下要慢。实验得出的细粒橄榄石集合体在位错蠕变域中的活化体积值为(23±3)×10^(-6)m^3/mol。最后,对实验结果在地幔动力学中的应用进行了讨论。 展开更多

关键词 橄榄石集合体 活化体积 位错蠕变 压力效应 实验研究

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基于透射电镜的香肠构造流变计研究 被引量：2

10

作者 樊春 曾佐勋 +2 位作者 Franz Neubauer 杨光明 Johann Genser 《地质科技情报》 CAS CSCD 北大核心 2002年第4期41-44,共4页

采用透射电镜(TEM)对采自奥地利东阿尔卑斯和北京西山的香肠构造中的香肠体和相应基质的样品进行了超微构造分析。结果表明细粒基质中的位错密度较粗颗粒香肠体中的位错密度明显低很多。故认为香肠体的变形机制以位错蠕变为主,而基质的... 采用透射电镜(TEM)对采自奥地利东阿尔卑斯和北京西山的香肠构造中的香肠体和相应基质的样品进行了超微构造分析。结果表明细粒基质中的位错密度较粗颗粒香肠体中的位错密度明显低很多。故认为香肠体的变形机制以位错蠕变为主,而基质的变形机制则以扩散蠕变为主。这从一个侧面为香肠构造流变计的这一假设提供了超微观研究的依据。 展开更多

关键词 透射电镜 香肠构造 位错密度 位错蠕变 扩散蠕变 阿尔卑斯山 西山 变形机制

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双相岩石流变学研究评述 被引量：2

11

作者 焦述强 金振民 《地质科技情报》 CAS CSCD 北大核心 1998年第1期13-18,共6页

从自相容理论、Ｖｏｉｇｔ－Ｒｅｕｓｓ极限理论及显微构造分析方法３个方面评述了当前双相岩石流变学的研究现状和发展方向；介绍了双相岩石流变学实验的一些研究进展和存在问题；流动律合成的方法目前只有两种：Ｔｕｌｉｓ的经验公式... 从自相容理论、Ｖｏｉｇｔ－Ｒｅｕｓｓ极限理论及显微构造分析方法３个方面评述了当前双相岩石流变学的研究现状和发展方向；介绍了双相岩石流变学实验的一些研究进展和存在问题；流动律合成的方法目前只有两种：Ｔｕｌｉｓ的经验公式和Ｊｉ的迭代公式。 展开更多

关键词 双相岩石流动律 位错蠕变 流变学 大陆动力学

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花岗质超糜棱岩的微观构造与变形机制

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作者 张磊 张波 张进江 《地质学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期3639-3657,共19页

花岗质岩石的变形方式和过程决定大陆地壳的流变学特性。本文聚焦藏南拆离系超糜棱岩化的花岗质岩石,借助传统显微构造分析方法和扫描电镜、阴极发光、矿相自动分析系统和电子背散射衍射等新技术手段,开展微观组分、结构、组构定量化观... 花岗质岩石的变形方式和过程决定大陆地壳的流变学特性。本文聚焦藏南拆离系超糜棱岩化的花岗质岩石,借助传统显微构造分析方法和扫描电镜、阴极发光、矿相自动分析系统和电子背散射衍射等新技术手段,开展微观组分、结构、组构定量化观测和分析。超糜棱岩主要造岩矿物为钾长石、斜长石、石英、黑云母等,显微构造呈现为单矿物相域与多相矿物混合域交织结构。相平衡模拟与斜长石钙含量等值线变形温度估算结果为390~410℃。单相域的矿物集合体条带主要分为钾长石条带与石英条带,其中钾长石条带内变形颗粒呈现典型的核-幔构造。组构分析表明钾长石颗粒具有强烈的晶格优选定向,残斑与动态重结晶的钾长石颗粒具有相似的晶格优选方位(CPOs)特征。施密特因子法分析揭示钾长石残斑变形过程中主要活动的滑移系为(100)[010]、(010)[001]和(001)[100],基质钾长石颗粒形成机制主要为位错蠕变驱动的亚颗粒旋转重结晶。在混合相域,矿物颗粒发生强烈细粒化而只含有少量残斑,基质颗粒主要为斜长石,斜长石颗粒间广泛分布微米级黑云母颗粒。斜长石无组构或弱组构,主导变形机制为颗粒边界滑动。在单相域条带与混合相域基质内,石英颗粒均发生强烈细粒化,颗粒表面发育溶蚀结构以及细小的新晶晶核,石英轴晶格优选定向及形态学长轴优选定向皆平行于线理X方向,变形机制为溶解-沉淀蠕变。这显示在由单相域向混合相域的演化过程中,流体作用至关重要,流体与单相域钾长石进行交代使其分解为细粒的斜长石与石英,并导致花岗质岩石变形机制由位错蠕变向非位错蠕变转换,并诱发岩石的流变弱化。 展开更多

关键词 超糜棱岩 EBSD组构 位错蠕变 溶解-沉淀蠕变 颗粒边界滑动

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云南白云石大理岩变形性质的高温高压实验研究 被引量：1

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作者 王浩 宋茂双 +4 位作者 李建峰 张桂男 邵同宾 王晓宁 王思猛 《大地构造与成矿学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期852-863,共12页

本文选择采自云南大理的天然粗粒白云石大理岩(d≈560μm)作为初始样品,利用Paterson气体介质高温高压流变仪在围压100~300 MPa、温度25~1000℃、应变速率10^−6~10^−4 s^−1条件下开展了轴向压缩变形实验,厘定出低温晶内塑性和高温位错... 本文选择采自云南大理的天然粗粒白云石大理岩(d≈560μm)作为初始样品,利用Paterson气体介质高温高压流变仪在围压100~300 MPa、温度25~1000℃、应变速率10^−6~10^−4 s^−1条件下开展了轴向压缩变形实验,厘定出低温晶内塑性和高温位错蠕变两种变形机制。低温晶内塑性机制发生在25~700℃温度条件下,在25℃(室温)时变形样品在显微构造上以突变的波状消光(位错滑移)、少量的力学机械双晶(变形双晶)和沿解理面的微破裂为特征;而在500~700℃时以发育大量密集分布且厚度较小的变形双晶为特征。高温位错蠕变机制发生在温度>700℃条件下,以广泛发育平滑的波状消光为特征,伴有一定量的间距较宽、厚度较大的变形双晶,且双晶边界迁移作用明显,同时可以观察到白云石分解形成的细小的矿物颗粒;应变量增大时,沿颗粒边界发生的动态重结晶作用增强,形成细粒的重结晶矿物颗粒。此外,在高温条件下(T≥700℃)随着应变量增大白云石逐渐分解导致有效围压降低和颗粒细化,诱发应变局部化从而形成剪切带,剪切带内由于应变集中双晶滑移、错断、颗粒旋转和细化比剪切带之外更加显著。本研究初步获得了云南白云石大理岩不同温度、压力条件下的流变强度、显微构造演化特征和变形机制的实验数据,为正确认识白云石大理岩在天然变形中的行为提供了实验依据。 展开更多

关键词 白云石大理岩 变形机制 显微构造 晶内塑性 位错蠕变

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单斜辉石的流变学性质及其影响因素 被引量：1

14

作者 王晓宁 宋茂双 +1 位作者 李建峰 王宝云 《矿物学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期440-452,共13页

单斜辉石作为大陆下地壳以及上地幔岩石的重要组成矿物,其在高温高压条件下的流变行为已有大量的实验研究。本文在综述以往对单斜辉石流变实验研究的基础上,讨论了影响其流变行为的各种因素及其地质意义,并指出了现存的问题及今后的研... 单斜辉石作为大陆下地壳以及上地幔岩石的重要组成矿物,其在高温高压条件下的流变行为已有大量的实验研究。本文在综述以往对单斜辉石流变实验研究的基础上,讨论了影响其流变行为的各种因素及其地质意义,并指出了现存的问题及今后的研究趋势。影响单斜辉石流变性质的因素主要有流体(包括水和熔体)、粒度、化学成分、氧逸度以及温度与压力条件等。微量结构水可以显著增大单斜辉石单晶和多晶集合体的蠕变速率,降低其流变强度。熔体对单斜辉石强度的影响与熔体的含量和分布状态有关,呈三联点分布于矿物颗粒间的熔体对样品强度影响较小,只有当熔体呈薄膜状湿润颗粒边界时,熔体的弱化作用才显著。粒度主要影响单斜辉石的变形机制,单斜辉石集合体晶粒粒度的减小会促使变形机制由位错蠕变转变为扩散蠕变,较细粒的单斜辉石在扩散蠕变域内的应力与粒度呈线性负相关,而在位错蠕变域,应力与粒度无明显相关性。关于铁含量对单斜辉石的影响尚未有直接的实验研究,而对比前人在相同实验条件下采用不同铁含量的单斜辉石的扩散蠕变实验研究显示,单斜辉石中铁含量与蠕变速率可能呈正相关。氧逸度的升高对单斜辉石单晶的蠕变强度有轻微的弱化作用,而关于氧逸度对单斜辉石集合体流变性质的影响尚未有直接的定量研究。另外,以往对单斜辉石的实验研究多采用下地壳来源的样品作为研究对象,而对于上地幔来源的单斜辉石研究较少,为了准确约束上地幔的流变行为,需要对幔源单斜辉石开展高温高压变形实验研究。 展开更多

关键词 单斜辉石 流变性质 位错蠕变 扩散蠕变 影响因素

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白云石有序度与流变特征的研究进展

15

作者 郑重 王勤 《高校地质学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期197-208,共12页

白云石CaMg(CO3)2常见于白云岩、灰岩及大理岩中,其稳定的温压范围很广,是研究俯冲隧道变形、全球碳循环和地幔交代作用的重要矿物。白云石的有序度可能与重结晶过程相关,温度是影响白云石有序度的关键因素,压力对白云石有序度的影响较... 白云石CaMg(CO3)2常见于白云岩、灰岩及大理岩中,其稳定的温压范围很广,是研究俯冲隧道变形、全球碳循环和地幔交代作用的重要矿物。白云石的有序度可能与重结晶过程相关,温度是影响白云石有序度的关键因素,压力对白云石有序度的影响较弱。在1~3 GPa下白云石完全无序的转变温度为1150~1200℃,Fe、Mn、Cd离子含量的增高可显著降低白云石结构无序化的转变温度。天然变形的白云石常发育由底面c滑移控制的晶格优选定向。根据白云石的流变律,在天然应变速率下(10^-15~10^-12s^-1),>400℃细粒白云石以扩散蠕变为主;而粗粒白云石以位错蠕变为主,只有在高温下(>600~700℃)扩散蠕变才成为主控变形机制。分解反应或者动态重结晶可导致白云石流变强度的显著下降,应变集中。白云石c滑移的临界剪应力随温度升高而增大的现象可能与白云石有序度的变化有关,而围压、水逸度和成分对白云石流变的影响尚不清楚,定量研究白云石的有序度与流变学性质的相关性将为追踪碳酸盐岩和大理岩的成岩和变形历史提供新的信息。 展开更多

关键词 白云石 有序度 晶格优选定向 位错蠕变 扩散蠕变

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造山带下岩石圈地幔小尺度减薄的动力学成因

16

作者 雷天 李忠海 刘勉 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期3727-3739,共13页

地质与地球物理观测数据表明青藏高原、安第斯山、以及帕米尔等典型造山高原之下均有明显的岩石圈地幔小尺度/分段式减薄现象.这些小尺度岩石圈减薄难以用经典的拆沉或对流减薄理论来解释,一方面,拆沉预示大尺度岩石圈地幔的剥离过程,... 地质与地球物理观测数据表明青藏高原、安第斯山、以及帕米尔等典型造山高原之下均有明显的岩石圈地幔小尺度/分段式减薄现象.这些小尺度岩石圈减薄难以用经典的拆沉或对流减薄理论来解释,一方面,拆沉预示大尺度岩石圈地幔的剥离过程,而对流减薄则在黏度相对低的地幔岩石圈中发生,其主要以小尺度的局部增厚触发并仅减薄地幔岩石圈的底部区域.另一方面,拆沉或对流减薄模型都预测造山带尺度的地幔岩石圈拆离,都假设造山带岩石圈横向均一,然而实际的造山带岩石圈往往由多个不同的地块构成,块体之间岩性、物性、流变结构可能大有差别,即横向不均一性.这些造山带岩石圈地幔的横向不均一性,能否有效解释观测到的局部小尺度减薄现象?为此,我们构建了一系列高精度动力学数值模型,系统模拟了碰撞造山过程中岩石圈地幔的形变和不稳定性.结果表明,在塑性屈服强度很低的情况下,横向不均一的造山带岩石圈有发生分段式/小尺度减薄的可能性;其主要机理是由位错蠕变与强塑性作用所导致的应变集中使得地块间及壳幔间耦合弱化,从而使得较弱地块的岩石圈地幔在增厚时由于重力不稳定性而产生局部剥离,进而诱发小尺度软流圈上涌.模拟结果可以良好地解释发生在青藏高原东北缘、安第斯中部高原、以及帕米尔高原之下岩石圈的局部小尺度/分段式减薄现象. 展开更多

关键词 小尺度岩石圈减薄 造山带 横向不均一性 位错蠕变 塑性屈服 数值模拟

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美国Spruce Pine地区高纯石英原矿岩石变形研究

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作者 郭宜琳 褚杨 +1 位作者 夏冉然 薛振华 《岩石学报》 2025年第10期3469-3489,共21页

高纯石英是半导体等高新技术发展的物质基础,但我国高端高纯石英长期依赖外国进口,高纯石英矿的缺乏制约着半导体行业的快速发展。美国北卡罗来纳州Spruce Pine地区的花岗岩及伟晶岩是世界上最为重要的高纯石英原料来源。研究该地区的... 高纯石英是半导体等高新技术发展的物质基础,但我国高端高纯石英长期依赖外国进口,高纯石英矿的缺乏制约着半导体行业的快速发展。美国北卡罗来纳州Spruce Pine地区的花岗岩及伟晶岩是世界上最为重要的高纯石英原料来源。研究该地区的岩石样品,可以帮助我们了解高纯石英原料的产出背景,为我国寻找高纯石英矿提供理论指导。本文以采自Spruce Pine高纯石英矿的两件岩浆岩样品为研究对象,通过显微构造观察和石英EBSD组构分析,揭示了样品的岩相学和组构特征,并计算了变形条件,进而探讨了该地区岩石在高纯石英产出方面的优势。研究表明,样品SP-S1为伟晶岩,样品SP-S2为白云母花岗岩,二者矿物组合类似,但变形程度差异较大。伟晶岩变形较弱,石英变形以位错蠕变和膨凸重结晶为主,含大量分布杂乱的流体包裹体,估算得出变形温度约300~400℃,变形差异应力约18.26~21.40MPa,应变速率在10^(-12.77)~10^(-10.59)s^(-1)之间。花岗岩变形较强,具明显定向组构,石英发生位错蠕变和颗粒边界迁移重结晶,流体包裹体含量相对较少但垂直或平行石英长轴产出,估算得出变形温度约500~600℃,变形差异应力约18.63~21.68MPa,应变速率在10^(-11.79)~10^(-10.50)s^(-1)之间。该地区岩石能够作为高纯石英原料,可能得益于高分异的岩浆演化过程使得石英原始纯度较高,晶内塑性变形(位错蠕变、动态重结晶)对石英进一步净化,以及流体包裹体提供了容纳杂质的空间并使杂质易于剔除;同时中-高温度、低差异应力等变形条件可能抑制了杂质重新进入石英颗粒。通过对比不同高纯石英矿区的构造背景和变形条件,我们提出多期次造山带的核部是高纯石英产出的有利部位,中部地壳层次、高绿片岩相-低角闪岩相下的变形有利于石英提纯,并据此推测喜马拉雅造山带的淡色花岗岩具有高纯石英成矿潜力。 展开更多

关键词 高纯石英 Spruce Pine 变形条件 位错蠕变 动态重结晶

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