• 中国出版政府奖提名奖

    中国百强科技报刊

    湖北出版政府奖

    中国高校百佳科技期刊

    中国最美期刊

    留言板

    尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

    姓名
    邮箱
    手机号码
    标题
    留言内容
    验证码

    辉绿岩脆-塑性变形转化的高温高压实验研究

    金淑燕 孙天泽 徐实昆 张培春

    金淑燕, 孙天泽, 徐实昆, 张培春, 2000. 辉绿岩脆-塑性变形转化的高温高压实验研究. 地球科学, 25(6): 565-572.
    引用本文: 金淑燕, 孙天泽, 徐实昆, 张培春, 2000. 辉绿岩脆-塑性变形转化的高温高压实验研究. 地球科学, 25(6): 565-572.
    Jin Shuyan, Sun Tianze, Xu Shikun, Zhang Peichun, 2000. AN HIGH-TEMPERATURE AND HIGH-PRESSURE EXPERIMENTAL STUDY OF CHANGES BETWEEN BRITTLE AND DUCTILE DEFORMATIONS IN DIABASE. Earth Science, 25(6): 565-572.
    Citation: Jin Shuyan, Sun Tianze, Xu Shikun, Zhang Peichun, 2000. AN HIGH-TEMPERATURE AND HIGH-PRESSURE EXPERIMENTAL STUDY OF CHANGES BETWEEN BRITTLE AND DUCTILE DEFORMATIONS IN DIABASE. Earth Science, 25(6): 565-572.

    辉绿岩脆-塑性变形转化的高温高压实验研究

    基金项目: 

    国家自然科学基金项目 49872070

    详细信息
      作者简介:

      金淑燕, 女, 副教授, 1941年生, 1965年毕业于北京地质学院, 主要从事构造岩石学和实验岩石学的教学和科研工作

    • 中图分类号: P588.12;P589.1

    AN HIGH-TEMPERATURE AND HIGH-PRESSURE EXPERIMENTAL STUDY OF CHANGES BETWEEN BRITTLE AND DUCTILE DEFORMATIONS IN DIABASE

    • 摘要: 以天然叶腊石为传压介质, 在温度800~100 0℃、围压0.6~1.0 GPa和应变速率10-4~10-5 s-1条件下, 对Maryland辉绿岩的脆性-塑性转化进行了实验研究.实验结果表明, 在10-4~10-5 s-1应变速率和固定围压1.0 GPa条件下, 当温度低于800℃时, 岩石变形为典型脆性破裂; 温度高于1000℃时岩石变形以准稳态蠕变为主; 温度在800~950℃之间, 岩石变形从脆性破裂向准塑性流动转化.温度变化对岩石脆-塑性转化影响敏感度高于压力变化对变形的敏感度.显微构造观察显示, 辉绿岩脆-塑性转化以稀疏弥漫状共轭塑性流动网络为特征.

       

    • 图  1  实验样品装置结构

      1.瓷柱(Al2O3); 2.碳化钨轴压头; 3.围压环(即上电极); 4.实验样品和镍封套; 5.传压介质(叶腊石); 6.碳化钨下压头(即下电极); 7.高压腔壁; 8.炉体金属管; 9.叶腊石绝缘套; 10.保护套(软钢); 11.叶腊石隔离层; 12.热电隅和瓷管

      图  2  Maryland辉绿岩应力-应变曲线

      Fig.  2.  Strain-stress curves of diabase from Maryland

      图  3  实验变形岩石的宏观结构

      a.平行轴向主压应力方向的张性破裂结构(M-2样品: 800℃, 1 GPa, 1.5×10-4 s-1); b.稀密相间半延性塑性流动网络结构(M-7样品: 950℃, 1.0 GPa, 1.5×10-4 s-1); c.密集共轭塑性流动网络结构(M-1样品: 1000℃, 1.0 GPa, 1.5×10-4 s-1); d.含宽变形条带的准稳态均匀流动结构(M-8样品: 1000℃, 1.0 GPa, 2.0×10-5 s-1).比例尺1∶3

      Fig.  3.  Macrostructures of deformed samples of diabase

      图  4  辉绿岩变形样品的显微构造

      斜长石(a) 和单斜辉石(b) 晶内、晶界和穿晶微裂隙(M-2样品, 800℃, 800×); c, d.脆-塑性转化域中斜长石定向排列(M-7, M-8样品, 950℃, c.40×, d.25×); e, f.斜长石均匀塑性变形扭折带(M-1, M-8样品, 1000℃, e.500×, f.100×)

      表  1  力学实验结果

      Table  1.   Mechanical experimental results

    • [1] Korneneberg A K K, Shelton G L. Deformation microstructure in experimentally deformed diabase[J]. J Struct Geo, 1980, 2: 341~353. doi: 10.1016/0191-8141(80)90022-X
      [2] Caristan Y. Transition from high temperature creep to fracture in Maryland diabase[J]. J Geophys Res, 1982, 87: 6781~6790. doi: 10.1029/JB087iB08p06781
      [3] Shelton G, Jullis J. Experimental flow laws for crustal rocks[J]. EOS Tran AGU, 1981, 62: 396.
      [4] Fredich J, Evans B. High temperature fracture and flow of Maryland diabase[J]. EOS Trans AGU, 1990, 71: 1657.
      [5] Shelton G. Experimental deformation of single and of polyphase crustal rocks at high temperature and pressure [D]. Brown University, Providences R I, 1968. 146.
      [6] Tullis T, Horowttz F G, Tullis J. Flow laws of polyphase aggregate from end-member flow[J]. J Geophys Res, 1991, 96: 8081~8096. doi: 10.1029/90JB02491
      [7] Mackwell S J, Zimmelman M E, Kohlstedt D L. Experimental deformation of dry Columbia diabase: implications for tectonics on Venus[A]. In: Daemen J K, Schuttz R A, eds. Rock mechanics[C]. Balkem Rotterdum: Brookfield, 1995. 207~214.
      [8] 赵阿兴, 王子潮, 崇秀兰, 等. 地壳温压条件下济南辉长岩蠕变破坏的实验研究[A]. 见: 中国岩石力学与工程学会和高温高压岩石力学专业委员会, 编. 第一届高温高压岩石力学学术讨论会论文集[C]. 北京: 学术出版社, 1988. 67~74.
      [9] 王绳祖. 岩石的脆性-延性转变及塑性流动网络[J]. 地球物理学进展, 1993, (8): 25~37. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DQWJ199304003.htm
      [10] Rutter E H. On the nomenclature of mode of failure transition in rock[J]. Tectonophysics, 1986, 122: 381~387. doi: 10.1016/0040-1951(86)90153-8
      [11] Fredrich J T, Evans B. Microstructures of the brittle to plastic transition Carrara marble[J]. J Geophys Res, 1989, 94: 4129~4145. doi: 10.1029/JB094iB04p04129
      [12] Tullis J, Yund R A. Transition from catalastic flow to dislocation cheep of feldspar: mechanisms and microstructures[J]. Geology, 1987, 15: 606~609.
      [13] Shimamoto T. The origin of S-C mylonite and a new faulted-model[J]. J Struct Geol, 1989, 11: 51~64. doi: 10.1016/0191-8141(89)90035-7
      [14] 王绳祖. 亚洲大陆岩石圈多层模型和塑性流动网络[J]. 地质学报, 1993, 67: 1~18. doi: 10.3321/j.issn:0001-5717.1993.01.001
      [15] 肖晓晖, 王绳祖, 张流. 高温高压条件下灰岩变形网络的实验研究[J]. 地球物理学进展, 1993, (8): 61~69.
      [16] 李建国, 宋瑞卿, 王绳祖. 若干固体材料脆性-延性转变及宏观结构的实验研究[J]. 地球物理学进展, 1993, (8): 70~80. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DQWJ199304009.htm
      [17] Handy M R. The solid state flow of polymineralic rocks [J]. J Geophys, Res, 1990, 95: 8647~8661. doi: 10.1029/JB095iB06p08647
      [18] Jordan P G. The deformation behavior of bimineralic limestone-halite aggregates[J]. Tectonophysics, 1987, 135: 185~197. doi: 10.1016/0040-1951(87)90160-0
      [19] Jordan P G. The rheology of polymineralic rocks—an approach[J]. Geol Rundsch, 1988, 77: 285~294. doi: 10.1007/BF01848690
      [20] Evans B. The brittle-ductile transition in rocks: recent experimental and theoretical progress[A]. In: Duba AG, ed. The brittle-ductile transition in rocks[C]. Washinton D C: American Geophysical Union, 1990. 1~18.
    • 加载中
    图(4) / 表(1)
    计量
    • 文章访问数:  3949
    • HTML全文浏览量:  444
    • PDF下载量:  7
    • 被引次数: 0
    出版历程
    • 收稿日期:  2000-04-11
    • 刊出日期:  2000-11-25

    目录

      /

      返回文章
      返回