高温高压下上地幔岩石电导率实验研究

发布时间：2021-11-23 18:53

　　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... 

【文章来源】：地球物理学报. 2020,63(09)北大核心EISCICSCD

【文章页数】：11 页

【部分图文】：

实验样品组装示意图

10 GPa、 873～1423 K第二次升温的复阻抗谱图

以14 GPa压力下的测量数据为例,如图4所示,第一轮升温到873 K,开始每50 ℃测量一次电导率,每个温度点至少恒定15 min,最高升至1173 K,然后以50 ℃为间隔降温进行电导率测量.之后进行第二轮升温-降温的电导率测量,最高温升至1473 K,第二轮降温至1173 K,然后进行第三轮的升温测量,最高测量到1623 K.图4中第一轮降温和第二轮升温数据在873～1173 K这一低温段内基本吻合,说明第一轮升降温过程中样品内的成分没有发生变化.而第二轮的降温和第三轮的升温数据在该中温段内较为吻合,说明此时的样品处于一种平衡状态之中.第二轮升温和第二轮降温数据在1173 ～1473 K这一中温段内不重合.赵永红等(2009)做了橄榄石相变过程原位观测实验研究发现:P=13.2 GPa,T=1393 K,稳定一个小时后橄榄石完全相变成瓦兹利石.所以在第二轮升温过程样品内的橄榄石可能相变为瓦兹利石,故此,第二轮升温和降温数据点不重合.

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3514461