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高温高压下辉长岩纵波速度和电导率实验研究 总被引：6，自引：0，他引：6
分别采用超声波透射-反射法和阻抗谱法在1～2 GPa, 室温到1100℃条件下测量了辉长岩的纵波速度(Vp)和电导率, 分析了影响辉长岩纵波速度的因素及其微观导电机制. 结果表明, 在800～850℃, 辉长岩的纵波速度开始大幅度下降, 波速下降受颗粒边界相、脱水熔融等因素的制约, 但在800～850℃, 辉长岩的电传导机制和电导率值却不会发生突变. 在680℃以下, 12～105 Hz的频率范围内, 辉长岩阻抗谱上只出现代表颗粒内部传导机制的阻抗弧Ⅰ; 在680℃以上, 代表颗粒边缘传导机制的阻抗弧Ⅱ开始出现, 但岩石的总电导率由颗粒内部传导控制, 颗粒边缘传导对其影响很小. 实验测得的纵波速度与下地壳-上地幔平均Vp观测值一致, 电导率值与下地壳-上地幔辉长质岩石的组成相对应, 但与含有高导层的下地壳的大地电磁测量结果相差1～2个量级. 实验证实, 含水矿物脱水可诱发部分熔融, 通过这一机制可使地球内部的低速层和高导层具有一致性. 相似文献
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高温高压下蛇纹石电学性质的阻抗谱分析 总被引：6，自引：0，他引：6
在2.5～4.0 GPa, 220～780℃下测定了蛇纹石的电导率, 并用阻抗谱分析了其微观电传导机制. 结果表明, 脱水前, 在阻抗谱上只出现代表颗粒内部传导机制的弧 Ⅰ, 且在高压下这种机制起主导作用. 脱水初期, 阻抗谱上开始出现代表颗粒边缘传导机制的弧Ⅱ. 脱水后, 因自由水形成了高导性网络, 电导率不再依赖于频率, 总电导率以自由水形成的网络的离子传导为主. 蛇纹石的脱水作用可使电导率增大, 通过这一机制可形成地球内部的高导层. 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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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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探讨了地壳内高导层的碳膜成因说和卤水成因说，中下地壳存在卤水，卤水使碳膜连通，增大了岩石的电导率，因而认为卤水是形成壳内高导层的关键物质，进而探讨了不同浓度的卤水在高温高压下的物态及其电导率变化规律，以及壳内高导层中卤水的封存机制．壳内高导层是壳-幔流体演化形成的. 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
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依据研究区的地热梯度（25℃／km）,在高温高压（最高温度为1050℃,最高压力为1.2GPa）条件下系统测量了横穿红河-哀牢山断裂带的元江-墨江地质剖面上的哀牢山岩群各类变质岩（千枚岩、片岩、浅粒岩、变粒岩、大理岩和片麻岩）的纵波速度．实验结果表明,不同岩类的纵波速度随温度压力变化的趋势不同．在相当于衷牢山岩群变质岩峰期变质温度和压力条件下（P=0．4-0.8GPa,T=35-700℃）,测得大部分岩石的纵波速度为5．50－5．80km／s,这一纵波速度值与区域地球物理测深揭示的中地壳低速层的纵波速度相当因此,结合该区变质岩、地壳内热状态及地球物理测深研究成果可初步认为：组成哀牢山岩群的浅粒岩、变粒岩、酸性片麻岩以及部分千枚岩、片岩为该地区中地壳低速层的主要岩石类型． 相似文献
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叙述长江三峡地区四条地震测深剖面沉积层与基底层速度细结构的研究结果．测区西部的鄂西丘陵地区沉积盖层速度较大，总厚度为 0～3 km，但在秭归盆地南侧与沮水河谷沉积层厚度加大，分别为5.0与4.0 km．测区东部的江汉平原区沉积盖层巨厚，达5～8 km．速度明显偏小．基底面速度在整区达6 km/s以上．在沉积层内部还可细分一层面，在江汉平原区深度达 3～4 km，而在其它地区接近地表．剖面多处为断裂所切割，断裂所经之处不仅速度等值线变化剧烈，且速度值也明显偏低.基底层以速度高并梯度小著称,层内存在三处高速异常区,分别位于黄陵背斜的西、南和东侧．它们是地壳深处玄武岩类高速物质上涌产物，估计这过程发生于黄陵背斜形成之前．由于其活动，造就或影响了基底面剧烈深度变化，以及相应断裂的发育与活动. 相似文献
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The experimental studies on electrical con-ductivities and P-wave velocities of anortho-site at high pressure and high temperature 总被引：1，自引：0，他引：1
Introduction The measurements of the compressional wave velocity and electrical conductivity of minerals and rocks are of fundamental importance to look into the earths interior, including composition, geotherm, generation and distribution of fluids and melts. Hydrous minerals formed by metamatu-siom are abundant within the earth. Previous studies have been carried out on the dehydration effect on the electrical conductivity and wave velocity of rocks such as serpentine, amphibole, most of whi… 相似文献
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The studies on the physical properties of minerals and rocks in combination with the work in petrology, mineralogy and geochemistry are not only a useful mean to look into the composition and structure of the earth抯 interior, but also can provide extreme… 相似文献
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为了建立具有普遍适用性的上地幔电性结构,本文利用Kawai-1000t压机和Solartron IS-1260阻抗/增益-相位分析仪,在4.0~14.0 GPa、873~1673 K的条件下,采用交流阻抗谱法（频率范围10-1~106Hz）测量了不含水的地幔岩电导率.实验结果显示,岩石的电导率随温度升高而大幅度的增大;在较大的温度范围内岩石的导电机制发生了变化,中低温时为小极化子导电,此时激活焓为0.94 eV （±0.13） eV,激活体积为0.11（±0.92） cm3·mol-1,高温时为和镁空穴相关的离子导电,此时激活焓为1.6~3.17 eV,激活体积为6.75（±7.43） cm3·mol-1;本次测量的电导率比低压下岩石的电导率要高,比矿物的电导率也要高.用本次的实验结果回归计算得到Fennoscandian地区的上地幔的一维电导率剖面,发现200 km以上本次实验计算的结果和大地电磁测深的电导率剖面吻合的比较好,在200 km以下本次实验得到的要比野外测量的电导率稍稍高一点,可能是因为实验过程中没有完全避免水的影响.本次的实验结果比用有效均匀介质方法计算得到的pyrolite矿物模型的电导率要高出两个数量级,这样的结果显示只用一种矿物的电导率或是几种矿物理论计算的结果有一定的不合理性. 相似文献
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Impedance spectroscopy analysis on electrical properties of serpentine at high pressure and high temperature 总被引：1，自引：0，他引：1
The electrical conductivity of serpentine is measured and the microscopic conductance mechanisms are investigated with impedance
spectroscopy at 2.5–4.0 GPa and 220–780°C. The results show that the electrical conductivity is strongly dependent on the
frequencies used, and that only arc I, which reflects grain interior conductance, occurs and dominates the whole conductance
processes over 12-105Hz at high pressure before dehydration. The arc II, which indicates the grain boundary process, begins to occur at the initial
stage of dehydration. After dehydration, due to the presence of highly conductive networks of free water, the electrical conductivity
is not dependent on frequencies any longer and the total electrical conductivity is dominated by process of ionic conductance
of free water in interconnected networks. Dehydration of serpentine enhances pronouncedly the total electrical conductivity,
through which highly conductive layers (HCL) may be formed in the earth’s interior. 相似文献
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Electrical conductivities of two granite samples in southern Tibet and their geophysical implications 总被引：1，自引：0，他引：1
YingXing Guo DuoJun Wang YongSheng Zhou ZaiYang Liu YingJie Yu DanYang Li DongNing Zhang AiYu Zhu 《中国科学:地球科学(英文版)》2017,60(8):1522-1532
There are clear differences in the electrical conductivities of the crustal granites of the Qinghai-Tibet Plateau.Because these granites are among the major rock types on the Qinghai-Tibet Plateau, it is very important to detect the electrical conductivity of granites under high temperatures and pressures to study the electrical conductivity structure of this area. Using impedance spectroscopy at a frequency range of 10.1–106 Hz, the electrical conductivity of the muscovite-granite collected from Yadong was investigated at a confining pressure of 1.0 GPa and temperatures ranging from 577 to 996 K, while the electrical conductivity of the biotite-granite collected from Lhasa was investigated at a pressure of 1.0 GPa and temperatures ranging from587 to 1382 K. The calculated activation enthalpies of the Yadong muscovite-granite sample is 0.92 eV in the low-temperature range(577–919 K) and 2.16 eV in the high-temperature range(919–996 K). The activation enthalpies of the Lhasa biotite-granite sample is 0.48 eV in the low-temperature range(587–990 K) and 2.06 eV in the high-temperature range(990–1382 K). The change in the activation enthalpies of the granites at different temperature ranges may be associated with the dehydration of the two samples. The electrical conductivities of the granite samples obtained in the laboratory using impedance spectroscopy correspond well with field observations conducted near the sampling points, both in terms of the actual conductivity values and the observed variations between the low-temperature and high-temperature regimes. This correlation of laboratory and field conductivities indicates that the conductivities of the crustal rocks in the two regions closely correspond to granite conductivities.We calculated the electrical conductivities of muscovite-granite and biotite-granite samples using the effective medium and HS boundary models. When applied to the crustal rocks of southern Tibet, the results of the geophysical conductivity profiles lie within the range of laboratory data. Thus, the electrical characteristics of the crustal rocks underlying the southern Qinghai-Tibet Plateau can largely be attributed to granites, with the large changes to high conductivities at increasing depths resulting from the dehydration of crustal rocks with granitic compositions. 相似文献