我国冲击波物理应用于地球科学研究的若干进展

概要介绍了国内近年来把冲击波高压技术应用于地球深部的物质组成、性质和状态,及地球表面的碰撞作用等固体地球科学问题研究中所取得的一些进展,并与国际上同领域的发展水平进行了比较和评述.     

高温高压下稀盐酸溶液电导率的测定

超临界流体具有低粘度、高扩散性、宽的密度范围以及很强的溶解能力等特殊性质.由于其溶解能力随压力和温度的变化,能在非常宽广的范围内调节,所以一种超临界流体能担当多种流体溶剂的作用.目前超临界流体成为化学界、工程界和地学界研究的热点.尽管超临界流体有广泛的应用前景,但对其性质还知之甚少,主要原因是研究超临界流体必须具备特殊的高温高压设备和专门的测量装置.Ｆｒａｎｔｚ等人[1]报道了超临界ＨＣｌ的电导率和分解常数.他们实验的温度范围为100～700℃,压力范围为005～04ＧＰａ.与Ｆｒａｎｔｚ的活塞圆筒式压力设备不同,我们的…     

高温、高压下粗面玄武岩相变对其纵波速度影响的研究

利用ＹＪ－３０００吨压力机的弹性波速度测量装置,在高温（最高温度为１３５０℃）、高压（２．０ＧＰａ）条件下就位测量了河南伊川粗面玄武岩的纵波速度,并在２．０ＧＰａ及不同温度条件下获取了实验产物,其详细薄片鉴定表明,对应着粗面玄武岩弹性波速度的变化,实验样品已经发生了相变。据此讨论了粗面玄武岩中含水矿物脱水、固固相变、部分熔融与其弹性波速度之间的关系,为了解深部物质过程提供高温、高压实验基础。     

1～5GPa压力下蛇纹石脱水反应温度的确定——电导率方法

含水矿物脱水反应的P-T条件对于探讨成岩作用、岩浆成因、变质演化以及俯冲带的地球化学过程具有重要意义.高温高压下含水矿物的脱水温度主要通过平衡实验、高压差热分析(HP-DTA)、分子动力学(MD)计算和热力学计算等确定.蛇纹石是超镁铁质岩中一种重要的含水矿物,广泛存在于大洋板块中.目前对蛇纹石及其相体系在高压下脱水温度的确定主要是基于平衡实验的方法,也已进行过蛇纹石脱水反应的电导率测量,但是均在小于200MPa压力下.高温高压下,通过测量不同压力下蛇纹石的电导随温度的变化,发现脱水反应发生时其电导的变化非常明显,可以通过电导的变化准确地确定其脱水温度.     

高温高压下碱性橄榄玄武岩的P波速度及其影响因素

地震波反演是认识地球深部结构的有效手段之一,尽管近年来高温高压波速就位测量的实验技术得到了发展,所能达到的压力已很高,但仍然缺乏作为反演基础的地球深部物质在高温高压条件下的波速及其影响因素的实验数据。笔者选择蛇纹石化碱性橄榄玄武岩,在2.0～5.0GPa和温度达1500℃范围内测量了P波速度,探讨了温度、压力、相变及其蛇纹石脱水对P波速度的影响,发现在熔融前存在声软化效应,并分析了声软化效应产生的机制。     

0.001 mol NaCl溶液的高压电导率测定

实验在YJ-3000吨压力机上的紧装式六面顶高压装置上进行.实验样品用叶腊石作为传压介质进行加压.样品的组装方法与文献[1]类似,实验用的样品管(外径12mm,内径4mm,长10mm)采用聚四氟乙烯材料制成,两端用铂金密封作为电极,然后用导线引出.     

大别山地区岩石高压弹性波速及其对岩石圈组成和壳-幔循环的限制*

在室温和等静水压下测定了大别超高压变质带榴辉岩和麻粒岩至1GPa压力下的P波和S波速度.研究表明,超高压榴辉岩具有高密度(3.3～3.6g·cm^-3)、高波速和弱的各向异性(1.4%～2.6%),麻粒岩呈现了低的密度(2.8～3.1g·cm^-3)和波速、高的Poisson比(0.28～0.29),高压榴辉岩具有最强的各向异性(6.1%～8.4%).岩石波速同深地震测深剖面对比表明,大别造山带下地壳可能存在榴辉岩,但是数量应很少,而上地幔具有同超高压榴辉岩或者蛇纹石化/含水纯橄岩相似的地震波速度.推测地壳物质以榴辉岩的形式,通过拆沉作用进入地幔,少部分榴辉岩折返回地壳.     

压力对NaAlSi3O8熔体结构影响的实验研究

通过对NaAlSi3O8熔体的玻璃进行Raman光谱研究,发现随着压力升高（10^5Pa-2.0GPa),（1）低频区（50－650cm^-1)不断变窄并向高频方向移动;（2）高频区（850－1300cm^-1)不断变窄且向低频区方向移动;（3）580cm^-1谱峰强度不断减弱,并在（0．8－1．0）GPa时最为显著,这是因为随着压力升高T－O－T（T＝Si,Al)键角（θ）不断减小,并且分布范围变窄,而580cm^-1谱峰的变化则由于在（0．8－1.0)GPa时包含Si,Al的平面三元环结构的“垮塌”造成的,钠长石熔体结构随压力升高的这种变化特征为其粘度变化所证实。