花岗岩部分熔融电导率研究及其对青藏高原地壳高导异常的启示
发布时间：2021-07-03 16:04
青藏高原隆升及物质迁移是众多科学家关注的焦点问题之一,布设在青藏高原多条电磁剖面的大地电磁测深结果对于理解这一重要科学问题发挥了重要作用。这些大地电磁剖面结果表明:青藏高原中下地壳中普遍存在高导层,其电导率值可达到～0.01S/m的量级。然而对于解释产生青藏高原地壳高导异常这一现象的原因仍不清楚。岩石的部分熔融被认为可能是青藏高原中下地壳高电导率形成的重要原因之一,因此需要进一步开展青藏高原中下地壳的代表性岩石的高温高压电导率研究。虽然前人已经对于青藏高原花岗岩的电导率进行了研究,但是仍然需要更多的实验研究来为该区的电磁异常提供证据。青藏高原具有特殊的地质构造,使得该区域的岩石也具有“特殊性”,因此开展青藏高原地区的岩石电学性质研究,对认识该区域地壳的电性结构以及高导层的成因具有重要意义。本文选取藏南地区淡色花岗岩作为研究对象,采用高温高压实验和部分熔融电导率计算方法,探究淡色花岗岩发生部分熔融时的电导率与青藏高原地壳高导层的关系。首先,通过六面顶压机在0.5～2.0 GPa和773～1373 K条件下,使用Solartron 1260阻抗谱仪获得了藏南地区淡色花岗岩熔体的阻抗值,并讨...
【文章来源】：中国地震局地震预测研究所北京市
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
青藏高原南部地区岩石出露及电磁剖面(line100(Weietal.,2001)、line200(Chenetal.,1996)、Line700(金胜等,2009)、line800和line900(叶高峰等,2000)，引自郭颖星等,2017)
第一章绪论11图1-2.研究思路流程花岗岩电导率研究部分熔融部分熔融模拟计算熔体含量熔体分布形态高温高压实验电导率实验测量实验电导率模型(P-T模型)青藏高原地壳高导异常解释导电机制测试分析电子探针扫描电镜大地电磁(MT)
花岗岩部分熔融电导率研究及其对青藏高原地壳高导异常的启示14根据公式(16)，在R-C并连电路中分别将复阻抗的实部和虚部为横坐标和纵坐标，以(R/2，0)为圆心，以R/2为半径，可以做出交流阻抗谱的复阻抗图，如图2-1。图2-1.单晶样品等效电路图和交流阻抗谱图(改自刘涛等,2019)由于在一些情况下，相同的阻抗谱图可以由不同的等效电路描述。因此在选择等效电路时，必须根据实际情况，选择合适的等效电路，使元件具有明确的物理意义。对多晶样品来说会存在颗粒边界，在计算样品电导率之前应该清楚颗粒边界是如何影响多晶样品的电导率。研究表明交流阻抗谱图能够很好地获取样品颗粒内部、颗粒边界以及样品-电极之间的传导机制(王多君等,2005)。从图2-2中可以看出，在阻抗谱平面上会出现三个阻抗弧，可以用三组电阻与电容并连电路进行等效模拟(杜建国等,2011)。复阻抗平面中出现的第一个半圆弧代表了样品颗粒内部的导电机制，用等效电阻R1和电容C1并连模拟。第二个半圆弧代表样品颗粒边界的导电机制，用等效电路电阻R2和电容C2并连模拟。第三个半圆弧表示样品颗粒边界与电极之间的导电机制，用等效电阻R3和电容C2并连模拟。在复阻抗图2-2中，三个半圆弧从左往右频率逐渐降低；其中第一个和第二个半圆弧反应的是样品本身的电化学性质(王多君等,2005)。在阻抗谱法实际测量过程中，随着频率的降低信号会越来越弱，在高频阶段样品的阻抗弧比较完整，低频阶段的阻抗弧一般很难得到。通过阻抗谱法测得的阻抗谱数据使用ZView软件进行拟合，得到样品在高温高压下的电阻值，然后根据电导率计算公式(5)获得不同温度下样品的电导率。电导率和温度之间会满足Arrhenius关系式：
【参考文献】：
期刊论文
[1]喜马拉雅造山带的部分熔融与淡色花岗岩成因机制[J]. 张泽明,康东艳,丁慧霞,田作林,董昕,秦圣凯,穆虹辰,李梦梅. 地球科学. 2018(01)
[2]青藏高原南部花岗岩电导率研究及地球物理应用[J]. 郭颖星,王多君,周永胜,刘在洋,于英杰,李丹阳,张东宁,祝爱玉. 中国科学:地球科学. 2017(07)
[3]喜马拉雅碰撞造山带不同类型部分熔融作用的时限及其构造动力学意义[J]. 高利娥,曾令森,王莉,侯可军,高家昊,尚振. 地质学报. 2016(11)
[4]高温高压下壳幔含水矿物电导率实验研究[J]. 郭新转. 中国科学:地球科学. 2016(03)
[5]藏南亚东地区早古生代花岗质片麻岩的成因与构造意义[J]. 苟正彬,张泽明,董昕,丁慧霞,向华,雷恒聪,李旺超,唐磊. 岩石学报. 2015(12)
[6]电导岩石学:原理、方法和进展[J]. 杨晓志. 中国科学:地球科学. 2014(09)
[7]吉隆盆地周缘构造变形特征及藏南拆离系启动年龄[J]. 杨雄英,张进江,戚国伟,王德朝,郭磊,李鹏远,刘江. 中国科学（D辑:地球科学）. 2009(08)
[8]高温高压下黑云斜长片麻岩的电性研究[J]. 黄晓葛,白武明,周文戈. 高压物理学报. 2008(03)
[9]青藏高原东边缘地壳“管流”层的电磁探测证据[J]. 赵国泽,陈小斌,王立凤,王继军,汤吉,万战生,张继红,詹艳,肖骑彬. 科学通报. 2008(03)
[10]藏北高原地壳及上地幔导电性结构——超宽频带大地电磁测深研究结果[J]. 魏文博,金胜,叶高峰,邓明,谭捍东,Martyn Unsworth,Alan G.Jones,John Booker. 地球物理学报. 2006(04)
博士论文
[1]含碳结构和部分熔融对造山带地壳电导率影响的实验研究[D]. 陈进宇.中国地震局地质研究所 2018
本文编号：3262902
【文章来源】：中国地震局地震预测研究所北京市
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
青藏高原南部地区岩石出露及电磁剖面(line100(Weietal.,2001)、line200(Chenetal.,1996)、Line700(金胜等,2009)、line800和line900(叶高峰等,2000)，引自郭颖星等,2017)
第一章绪论11图1-2.研究思路流程花岗岩电导率研究部分熔融部分熔融模拟计算熔体含量熔体分布形态高温高压实验电导率实验测量实验电导率模型(P-T模型)青藏高原地壳高导异常解释导电机制测试分析电子探针扫描电镜大地电磁(MT)
花岗岩部分熔融电导率研究及其对青藏高原地壳高导异常的启示14根据公式(16)，在R-C并连电路中分别将复阻抗的实部和虚部为横坐标和纵坐标，以(R/2，0)为圆心，以R/2为半径，可以做出交流阻抗谱的复阻抗图，如图2-1。图2-1.单晶样品等效电路图和交流阻抗谱图(改自刘涛等,2019)由于在一些情况下，相同的阻抗谱图可以由不同的等效电路描述。因此在选择等效电路时，必须根据实际情况，选择合适的等效电路，使元件具有明确的物理意义。对多晶样品来说会存在颗粒边界，在计算样品电导率之前应该清楚颗粒边界是如何影响多晶样品的电导率。研究表明交流阻抗谱图能够很好地获取样品颗粒内部、颗粒边界以及样品-电极之间的传导机制(王多君等,2005)。从图2-2中可以看出，在阻抗谱平面上会出现三个阻抗弧，可以用三组电阻与电容并连电路进行等效模拟(杜建国等,2011)。复阻抗平面中出现的第一个半圆弧代表了样品颗粒内部的导电机制，用等效电阻R1和电容C1并连模拟。第二个半圆弧代表样品颗粒边界的导电机制，用等效电路电阻R2和电容C2并连模拟。第三个半圆弧表示样品颗粒边界与电极之间的导电机制，用等效电阻R3和电容C2并连模拟。在复阻抗图2-2中，三个半圆弧从左往右频率逐渐降低；其中第一个和第二个半圆弧反应的是样品本身的电化学性质(王多君等,2005)。在阻抗谱法实际测量过程中，随着频率的降低信号会越来越弱，在高频阶段样品的阻抗弧比较完整，低频阶段的阻抗弧一般很难得到。通过阻抗谱法测得的阻抗谱数据使用ZView软件进行拟合，得到样品在高温高压下的电阻值，然后根据电导率计算公式(5)获得不同温度下样品的电导率。电导率和温度之间会满足Arrhenius关系式：
【参考文献】：
期刊论文
[1]喜马拉雅造山带的部分熔融与淡色花岗岩成因机制[J]. 张泽明,康东艳,丁慧霞,田作林,董昕,秦圣凯,穆虹辰,李梦梅. 地球科学. 2018(01)
[2]青藏高原南部花岗岩电导率研究及地球物理应用[J]. 郭颖星,王多君,周永胜,刘在洋,于英杰,李丹阳,张东宁,祝爱玉. 中国科学:地球科学. 2017(07)
[3]喜马拉雅碰撞造山带不同类型部分熔融作用的时限及其构造动力学意义[J]. 高利娥,曾令森,王莉,侯可军,高家昊,尚振. 地质学报. 2016(11)
[4]高温高压下壳幔含水矿物电导率实验研究[J]. 郭新转. 中国科学:地球科学. 2016(03)
[5]藏南亚东地区早古生代花岗质片麻岩的成因与构造意义[J]. 苟正彬,张泽明,董昕,丁慧霞,向华,雷恒聪,李旺超,唐磊. 岩石学报. 2015(12)
[6]电导岩石学:原理、方法和进展[J]. 杨晓志. 中国科学:地球科学. 2014(09)
[7]吉隆盆地周缘构造变形特征及藏南拆离系启动年龄[J]. 杨雄英,张进江,戚国伟,王德朝,郭磊,李鹏远,刘江. 中国科学（D辑:地球科学）. 2009(08)
[8]高温高压下黑云斜长片麻岩的电性研究[J]. 黄晓葛,白武明,周文戈. 高压物理学报. 2008(03)
[9]青藏高原东边缘地壳“管流”层的电磁探测证据[J]. 赵国泽,陈小斌,王立凤,王继军,汤吉,万战生,张继红,詹艳,肖骑彬. 科学通报. 2008(03)
[10]藏北高原地壳及上地幔导电性结构——超宽频带大地电磁测深研究结果[J]. 魏文博,金胜,叶高峰,邓明,谭捍东,Martyn Unsworth,Alan G.Jones,John Booker. 地球物理学报. 2006(04)
博士论文
[1]含碳结构和部分熔融对造山带地壳电导率影响的实验研究[D]. 陈进宇.中国地震局地质研究所 2018
本文编号：3262902
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