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研究了两项内容:① 在室温高压和高温高压条件下,华北地区长英质结晶岩的压缩波速度;② 在常压和石英-相变温度下,长英质岩石的加热声发射．结果表明:在相同的温压条件下,长英质结晶岩的波速明显低于基性岩,而与变质相的关系不大;含石英岩石的波速曲线具有与其它任何岩石不同的曲线形态,显示了-相反应峰;在常压下加热岩石至石英相变点时,长英质深变质岩和岩浆花岗岩产生声发射,另一种交代成因的花岗岩不产生声发射．其地质意义表明:结合其它地学资料解释了华北克拉通区的地壳组成,阐明了石英和石英的存在空间;说明了新生代构造沉降区下地壳岩石中石英的-相变以及角闪石和黑云母的脱水熔融是沉降区和隆起区间断裂活动（张性断裂）和地震活动的动力． 相似文献
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英云闪长质熔体与地幔橄榄石反应的实验研究——对克拉通内部高镁安山岩成因的约束 总被引：2，自引：0，他引：2
产于克拉通内部的高镁(Mg#45)安山岩受到地学界的高度关注,目前对于高镁安山岩的成因仍然存在明显的争议.为了对已有基于岩石学和地球化学研究推断的克拉通内部高镁安山岩成因认识进行检验并提供直接的证据,我们在六面顶压机上开展了1250～1400℃,2.0～5.0 GPa条件下英云闪长质熔体与地幔橄榄石反应的高温高压实验,模拟研究拆沉到地幔的榴辉岩化下地壳部分熔融产生的熔体与地幔橄榄岩的反应.实验结果显示,反应后熔体的化学组成与华北克拉通内部高镁安山岩有很相似的变化.因此,榴辉岩化下地壳部分熔融产生的英云闪长质熔体与地幔橄榄岩的反应可能是形成克拉通内部高镁安山岩的重要机制之一. 相似文献
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《中国科学:地球科学》2017,(4)
作为TTG质岩石的一个重要组成部分,一般认为奥长花岗质岩石是基性岩部分熔融的产物,但在很多TTG片麻岩地体中,如在冀东麻粒岩相区的奥长花岗岩呈较小的岩脉、侵入体,或者呈英云闪长质片麻岩中的浅色体产出,显示近原地熔融成因.本文以冀东地区英云闪长质片麻岩样品J13为基础,并结合锆石定年研究,探讨该区奥长花岗质岩石的成因,模拟在不同压力(0.7、1.0和2.0GPa)下发生的变质熔融反应以及熔体的常量、微量元素成分特征.结果表明,英云闪长质片麻岩在石榴二辉麻粒岩相条件下,如0.9~1.1GPa/800~850℃,发生角闪石脱水熔融,熔融程度为5~10wt.%,残余物中石榴石含量为5~10wt.%时,产生的熔体的成分与冀东奥长花岗质岩石有很大的相似性,如La/Yb值高,Yb含量低等,但模拟熔体的常量元素成分相对高K2O、低CaO、Mg~#偏低,表明冀东奥长花岗岩脉体和浅色体可能包含了部分残余矿物并受到结晶分异的影响.锆石定年结果表明,研究区英云闪长质片麻岩原岩结晶年龄为(2518±12)Ma,变质年龄为(2505±19)Ma,奥长花岗质岩脉的结晶年龄为(2506±6)Ma,二者之间存在密切成因联系. 相似文献
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对秦岭和华北地区地壳主要岩类１３８个样品进行高温高压实验，测量其纵波速度的结果表明，其中５４个样品出现了纵波低速现象．对出现该现象的样品的实验产物所做的肉眼和镜下观察、电子探针分析以及综合对比显示，微裂隙不是产生低速现象的决定因素，而主要是含水矿物（角闪石、黑云母等）的脱水相交和由之引发的岩石部分熔融导致岩石出现纵波低速现象．通过实验条件与中、下地壳的温度和压力等条件的类比揭示，秦岭和华北地区中、下地壳存在的低速（高导）层也可能是由含水矿物的脱水相变或岩石部分熔融引起的． 相似文献
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新疆西南天山科克苏河新发现榴辉岩岩石学特征和相平衡研究及其地质意义 总被引：1，自引：0，他引：1
西南天山高压-超高压变质带东段特克斯县科克苏河一带首次发现了榴辉岩和含绿辉石的蓝片岩,通过详细的岩石学研究,并运用THERMOCALC软件、在MnNC(K)FMASHO体系下对其进行了相平衡模拟.选择的样品为新鲜的榴辉岩TK003,含绿辉石包体的蓝片岩TK026-8及退变榴辉岩TK027.3个样品石榴石成分均显示出从核部到边部Xpy和Xgrs逐渐升高,Xsps不断降低的变质生长环带特征.相平衡模拟结果显示,榴辉岩和蓝片岩经历了相似的P-T演化轨迹,早期近等压条件下升温至峰期,达到榴辉岩相变质作用温压范围,峰期温压条件为T=480~515℃,P=2.0~2.3 GPa;而后在近等温条件下快速降压,退变初期经历的温压条件为515~519℃,1.78~1.93 GPa.不同样品中变质矿物组合及其含量的不同主要受全岩成分控制的退变路径不同所引起,此外还可能与体系含水量有关.峰期温压条件及其地热梯度(6~7℃km-1)表明科克苏河流域出露的高压变质岩石同样经历了冷俯冲榴辉岩相变质作用,它与西端的昭苏境内的榴辉岩-蓝片岩带相连,构成了东西向长约200 km的榴辉岩相变质带.但在该区并未发现超高压变质矿物,说明西南天山东段的科克苏河一带可能没有俯冲到达发生超高压变质作用的深度. 相似文献
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高温高压实验是探索地球深部奥秘的重要手段,金刚石压腔(Diamonnd Anvil Cell,DAC)作为一种静态超高压实验装置,目前能够达到的温压条件可以涵盖整个地球范围.近年来,随着实验技术的发展和实验装备的不断改进,DAC可以与多种物性测量方法相结合,在模拟地球深部温度和压力的条件下,原位获得有关地幔矿物的物性数据.本文首先介绍了金刚石压腔装置及其特点,然后重点阐述了近五年来DAC在典型地慢矿物物性研究方面取得的进展:(1)水在橄榄石、辉石中的结合方式及其影响;(2)组成成分变化对橄榄石、石榴子石、斯石英、钙钛矿等矿物物性的影响.文章最后对金刚石压腔装置的改进,特别是压砧的发展进行了探讨. 相似文献
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引言华北地壳呈现3层结构,在地壳中部存在一个以低波速与电性低阻(高导)而与上、下壳层截然有别的特征层。这一不连续展布的壳内低速(高导)层也较广泛的分布于中国西北与西南以及世界上许多地区。地球科学家对这一低速层的成因提出了诸如矿物脱水、相变等多种解释与假说,Mitehell等(1971)的实验证明,在一定温压条件下,含水矿物的脱水并储存于壳内,形成一个潮湿层位并具有高电导率和低 相似文献
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混合岩是深熔作用的存在标志,对研究中下地壳深熔作用机制、地壳流变以及造山带演化和花岗岩的成因具有重要意义.文中对西藏林芝地区和聂拉木地区的混合岩进行了详细的岩相学、岩石学和地球化学特征的研究.岩相学特征显示,研究区的混合岩可划分为浅色体、中色体和暗色体3个基本组成部分.对三者切割分离,分别进行了主量元素和稀土元素的分析.结果表明:浅色体由迁移的熔体结晶形成;中色体可以是未发生熔融的原岩,也可以经由未发生迁移的熔体与熔融残留体反应形成;暗色体是由迁移汇集后的熔体与中色体反应形成.由于聚集的熔体可以为暗色矿物的结晶提供良好的结晶空间和物质来源,因此暗色体多数以窄条带产出于浅色体边缘.浅色体和暗色体通常具有岩浆岩的结构,矿物粒径粗大且分布不具有定向性,这是其区别于中色体的重要特征.浅色体显示出明显Eu正异常,暗示长石大量参与了部分熔融过程,并且初始熔体在近源区的冷凝过程中长石优先结晶.浅色花岗岩的Eu负异常可能与熔体在源区的长石结晶有关.退变质反应有可能使部分熔融反应形成的矿物完全消失,因此不宜将反应矿物存在与否作为发生过脱水熔融的判别标准. 相似文献
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《中国科学:地球科学》2015,(9)
俯冲隧道模型提出,俯冲板片界面相互作用是实现地球表层与内部之间物质和能量交换的基本机制.由于大陆岩石圈与大洋岩石圈在物质组成和状态上的显著差异,其深部物理和化学过程及壳幔相互作用产物必然出现一系列差异.许多实验岩石学研究已经为大洋俯冲隧道中可能发生的硅酸盐和碳酸盐岩石的部分熔融和壳幔相互作用提供了资料.无论是基性还是中酸性硅酸盐岩体系,取决于部分熔融发生的压力或深度,熔体是具有或不具有埃达克岩性质的花岗质熔体.微量CO2即可大幅降低橄榄岩的熔点,所形成的碳酸盐熔体可有效萃取岩石体系中不相容微量元素.这些硅饱和或不饱和熔体均可以在俯冲隧道或地幔深部条件下与地幔楔橄榄岩发生反应,形成复杂的反应过程和产物.但已有的实验结果主要是针对大洋岛弧环境条件而不是大陆俯冲带的环境.因此,高温高压实验需要充分考虑大陆俯冲隧道中板片-地幔界面上各种不同成分地壳及其衍生的熔/流体成分与不同橄榄岩之间的反应,并结合大陆俯冲带岩石部分熔融和壳幔相互作用的地质证据,以阐明大陆俯冲隧道过程中的变质脱水、部分熔融和地幔交代等问题. 相似文献
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南天山榆树沟华力西期深地壳麻粒岩地体研究 总被引：14，自引：0，他引：14
新疆南天山榆树沟深地壳麻粒岩地体由麻粒岩和变质橄榄岩两部分共同组成 .普遍经受过 (高压 )麻粒岩相变质 .该相的特征变质矿物共生组合为 :Gar Cpx Pl Tit Ilm(±Qz) (SiO2 饱和及过饱和的镁铁质岩类 ) ,Gar Ky(假象 ) Pl Ru Ilm Qz(变泥质岩类 )和Spi Opx Cpx Ol(变超镁铁质岩类 ) .根据详细的矿物化学、矿物共生分析及变质温、压估算 ,确定其热峰期变质温、压条件分别为 795～ 96 4℃ ,0 .97～ 1.42GPa .热峰期变质矿物Sm Nd等时线年龄为 ( 315± 3 6 2 )Ma .表明该地体是曾在晚古生代中期俯冲于 40～ 5 0km深度 ,经 (高压 )麻粒岩相变质后 ,又经构造抬升剥露于地表的深地壳地质体 相似文献
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《中国科学:地球科学》2020,(1)
依据有效的实验岩石学和相平衡模拟结果、结合俯冲带热结构模型,讨论了大洋地壳中的基性岩、沉积岩和超基性岩在不同俯冲阶段发生的脱水和熔融作用,及其对俯冲带岩浆作用的影响.大多数洋壳在弧前(90～100km)俯冲阶段基性岩和超基性岩脱水很少,明显脱水作用发生在表层沉积物中.在弧下俯冲阶段基性岩和超基性岩都发生强烈脱水,如基性岩中90%以上的水是由绿泥石、蓝闪石、滑石和硬柱石相继在弧下100～200km深度分解释放的,这与以往基于实验模拟得到的结果大不相同;超基性岩在弧下120～220km深度发生叶蛇纹石、绿泥石和10?相脱水;但变质沉积岩在弧下深度对流体贡献不大,其主要含水矿物为多硅白云母,可以一直稳定至300km深处分解成钾锰钡矿,多硅白云母分解后直到地幔过渡带深度俯冲洋壳板片不再有明显流体释放.在少数热俯冲带中,变质沉积岩和基性岩都可以发生部分熔融(尤其是水化熔融)形成富水花岗质熔体或超临界流体,含碳酸盐矿物的沉积物可以熔融形成含钾碳酸岩熔体.在少数冷俯冲带中,超基性岩中出现A相,可把水带至地幔过渡带深处.俯冲板片特别是沉积物可以携带很多强不相容的次要元素和微量元素,通过板片流体影响俯冲带岩浆岩的地球化学成分.在弧下俯冲阶段,俯冲带的地热梯度不穿过碳酸盐化榴辉岩和橄榄岩的固相线,其中的碳酸盐矿物可被携带到深部地幔.碳酸盐化榴辉岩会在400km深度发生熔融形成富碱的碳酸岩熔体,而碳酸盐化橄榄岩则不会在俯冲带下部的地幔过渡带中发生熔融. 相似文献
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本文主要总结了近十多年来橄榄岩流变实验的研究成果,介绍了上地幔流变研究的进展和意义.经过多年的实验研究,橄榄岩流变性质在理论和应用方面都已取得重要突破.人们利用高温高压实验深入研究了熔/流体、铁含量、粒径尺度、温压条件等因素对橄榄石流变性质的影响,得到了表征橄榄石流变特性的幂率本构方程的各参数,并从理论方面探讨了橄榄石等矿物在不同深度处可能存在的变形机制.在应用方面,高温高压流变研究为许多地质现象(如软流圈的成因)的解释和地球动力学(如地幔对流)的模拟提供了实验依据和基础数据,如辉石的粒度效应可以解释上地幔板块边界变形及剪切局域化问题等.尽管对上地幔矿物的流变特性进行了深入地研究,但还有许多问题需要人们进一步厘定,如碳酸盐熔体对橄榄石流变性质的影响,橄榄石变形机制的转化等. 相似文献
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南大别山超高压变质杂岩与花岗片麻岩具有不同的变质矿物组合和结构特征,显示它们之间变质作用条件和过程可能存在着差异。超高压榴辉岩峰期变质的温度为７５４－８６６℃,压力大于２．７Ｇｐａ,退变到榴闪岩和角闪岩的温度、压条件分别为０．５５－０．６９Ｇａｐ和４７０－５７０℃。花岗片麻岩中所见到的最高变质作用为角闪岩相,变质的温、压条件分别为４５０－５１５℃和０．６０－０．７５Ｇｐａ。花岗片麻岩的变质条件与超 相似文献
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《中国科学:地球科学》2016,(3)
水对于地幔的部分熔融发挥了关键作用.地幔岩浆作用主要发生在板块边界(俯冲带和洋中脊)和若干板内热异常区域.在大洋俯冲带,俯冲板片释出的水可以诱发上覆地幔楔甚至板片自身发生熔融,导致弧岩浆作用,也有可能形成超临界流体.板片熔融和产生超临界流体的物理化学条件仍存在争议.在洋中脊和板内热异常区域,水和CO_2使上涌地幔发生熔融的起始深度增加,熔融比例增大.在地球深部层圈边界可能发生低程度的地幔熔融,如岩石圈和软流圈边界、上地幔和过渡带边界、过渡带和下地幔边界等,其成因一般认为与边界两侧矿物储水能力的差异有关.水可以促进地幔岩石熔融的根本原因在于水是一种不相容组分,强烈倾向于富集在硅酸盐熔体相(矿物-熔体的水分配系数远小于1),从而令其吉布斯自由能降低.前人对水在橄榄石、辉石和石榴石等地幔矿物与熔体之间的分配行为已经研究得比较充分,但水对硅酸盐熔体密度和迁移性质的影响还需要更进一步的高温高压实验和计算制约. 相似文献
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基性岩流变实验揭示出大陆下地壳流变的复杂性 总被引：3，自引：0，他引：3
基性麻粒岩流变实验研究对认识大陆下地壳流变、板内构造变形和强震孕育等具有重要意义.大量基性岩流变实验数据表明,基性麻粒岩流变实验研究集中在单相矿物和两相矿物集合体,对天然基性麻粒岩流变研究很有限.基性麻粒岩流变实验结果的影响因素众多,除了实验条件(如温度、压力、应变速率)外,实验样品的矿物组分、样品颗粒粒度、微量水、熔体、矿物反应等都会影响其流变特性,这导致实验结果的复杂性.因此,根据单相或两相矿物集合体流变讨论大陆下地壳流变结构时,存在很多不确定性,不能满足下地壳流变研究的实际需求.而根据端元组分流变参数和经验方程估计由多相矿物组成的麻粒岩的流变强度,只是一种简单近似,无法完全取代麻粒岩流变实验研究.因此,开展多相矿物基性麻粒岩的流变实验,以获得更接近真实大陆下地壳流变的实验数据,并且用于定量研究下地壳流变,是大陆下地壳流变实验未来发展的方向.在基性麻粒岩流变实验研究中存在的科学问题与技术难题是多相矿物流变、高温部分熔融的影响、矿物反应-流变相互作用,这些问题都有待通过高温高压流变实验进行深入研究. 相似文献
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《中国科学:地球科学》2019,(11)
了解不同类型花岗岩的成因联系是认识花岗质岩浆形成和演化过程的关键.文章报道了在600～700℃、200MPa条件下,含硼(B)流体与二云母花岗岩的交代反应实验,重点研究了温度和流体B含量对交代反应产物的影响.实验结果表明,富B流体与二云母花岗岩反应可以形成电气石花岗岩.在700℃条件下,富B流体的加入会使二云母花岗岩发生部分熔融(包括黑云母和白云母含水部分熔融),电气石从部分熔融熔体中结晶.对比实验显示,增加流体的B含量能够明显促进二云母花岗岩的部分熔融以及电石气的生长. 600℃实验中未产生熔体,富B流体使黑云母发生分解,形成磁铁矿,其余Fe、Mg和Al与流体中的B结合形成电气石,黑云母分解产生的K与斜长石中Na发生Na/K离子交换,为电气石结晶提供了Na.实验产生的电气石普遍具有核-边结构,显示矿物结晶过程伴随熔体或者流体成分的改变.由实验结果可以推断,含B花岗质岩浆房结晶晚期脱挥发分作用产生的富B流体在上升运移过程中,可能与岩浆房边缘相的二云母花岗岩发生反应,形成电气石花岗岩岩株或岩脉.本研究表明,岩浆演化晚期富B流体参与的自交代反应可能是电气石花岗岩的重要成因之一. 相似文献
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西藏南迦巴瓦峰地区高压麻粒岩相变质作用特征及其构造地质意义 总被引：30，自引：0，他引：30
南迦巴瓦峰地区出露的大片石榴石兰晶石高压麻粒岩 ,提供了一个观察青藏高原深部地壳岩石及结构的窗口 .根据高压麻粒岩的岩相学特点 ,可识别出 3期变质矿物组合 ,即 ,M1:Mus Bi Pl Q ;M2 :Gt Ky Perphite/Antiperphite Rt Q ;M3 :Gt Sill Cord Sp Ilm±Opx .高峰变质作用 (M2 )条件为 :T =75 0～ 85 0℃ ,P =1.40～ 1.80GPa .退变质作用 (M3 )条件为 :T =62 1～ 72 6℃ ,P =0 .60～ 0 .70GPa .由于构造加厚 ,产生高峰变质组合的同位素年龄为 45～ 69Ma ,在后期减压抬升过程中 ,叠加产生退变质组合的同位素年龄为 18～ 2 3Ma .石榴石兰晶石高压麻粒岩矿物间反应关系、温压估算、成岩格子及对应阶段的同位素年代所限定的P T t轨迹为一个顺时针轨迹 ,具有等温降压 (ITD)的特征 .高压麻粒岩变质作用历史说明印度板块与欧亚板块的碰撞时间比普遍接受的 45Ma要早 ,在 70Ma前印度板块与欧亚板块已开始碰撞 . 相似文献
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斜长角闪岩弹性和流变性质的高温高压实验研究 总被引：1，自引：0，他引：1
对来自浙江陈蔡地区的天然斜长角闪岩在高温高压下进行了弹性波速和流变性质的实验研究.波速实验发现, 细粒和中粒斜长角闪岩的纵波波速沿线理方向(X)的传播快于沿面理法向(Z)的传播;在800或600 MPa及550℃的高温高压条件下,细粒和中粒斜长角闪岩的波速各向异性仍较高, 分别约为7.83%和9.77%,其平均纵波波速约为6.77和6.64 km/s.在高准静水压力作用下,当温度升至750℃之后,不同方向上传播的岩石波速都开始大幅度下降. 高固定围压和低固定应变速率(500 MPa,1×10-4/s) 的三轴流变实验发现, 细粒斜长角闪岩的变形随温度的升高经历了脆性破裂(<650℃)、半脆性破裂、碎裂流动直至塑性变形(>800℃)这样一个基本过程. 韧性变形域内流变强度随温度的增加而逐渐下降, 且在750~800℃间强度急剧下降. 对两类实验前、后的样品进行显微和探针分析, 认为脱水熔融是引起波速和强度在高压(静水压、围压)、750℃之后大幅下降的主要原因之一. 相似文献
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《中国科学:地球科学》2016,(3)
含水矿物是地壳、地幔,尤其是俯冲带内的重要矿物.高温高压下壳幔含水矿物电导率实验研究是一个相对较新的研究方向.随着实验技术的不断进步,很多高压相含水硅酸岩矿物的电导率测定工作得以开展,在有效控制温度、压强和氧逸度等条件下,含水矿物的电导率实验数据可以对地球内部水的分布提供制约.本文介绍了已有的蛇纹石、滑石、水镁石、phase A、super hydrous phase B、phase D含水矿物在高温高压下的电导率实验研究,对各含水矿物电导率数据的有效性进行了分析,并重点介绍了电导率测试含水矿物脱水对全岩电导率的影响以及压强对含水矿物电导率的影响.在已有数据的基础上,对含水矿物的导电机制以及俯冲带的电结构进行了探讨.最后对今后的研究前景及潜在的研究领域进行了展望. 相似文献