CAJ | 학술논문

深部岩石先存的变形组构对流变特性影响的实验研究是新的研究热点之一,然而目前相关的实验研究非常有限.本文利用3 GPa固体介质熔融盐三轴高温高压容器,选择华北克拉通北部辽东拆离断层带中具有变形组构的花岗片麻岩样品,在温度600～840℃、围压800～1200MPa、应变速率1×10-4～2.5×10-6/S条件下,对不同组构方向的样品(实验压缩方向分别垂直和平行花岗片麻岩的面理)开展高温高压流变实验.实验结果表明,在相同的应变速率和温度条件下,垂直面理的岩石强度比平行面理的岩石强度要高.两组实验样品在600～700℃时,应力指数平均值为6.5,为半脆性流变；在800～840℃时,应力指数平均值为2,垂直面理样品的激活能为Q=380kJ/mol,平行面理样品的激活能为Q=246.4 kJ/mol,以塑性变形为主,局部存在黑云母和角闪石的脱水熔融.微观结构研究表明,垂直面理的样品,在变形过程中形成了新的变形条带,把原有的面理破坏改造；而平行面理的样品,在实验变形过程中新的变形带主体继承了原有组构.EBSD分析显示花岗片麻岩原岩中石英<c>轴极密区位于Z轴附近,为底面<a>滑移；压缩方向垂直面理的样品,石英组构<c>轴极密区位于X轴附近,为柱面<c>滑移；压缩方向平行面理的样品,石英组构<c>轴极密区位于Z轴附近,伴有少量的Y轴极密,底面<a>滑移和柱面<a>滑移.这表明垂直面理的样品中石英变形改造比平行面理的样品更彻底,这与微观结构分析结果一致.显然实验样品的非均匀组构对样品强度和石英<c>轴定向等具有显著影响,但对样品的脆塑性转化和塑性变形机制没有实质影响,这对理解地壳深部普遍存在的形态各向异性岩石流变具有重要参考价值.
심부암석선존적변형조구대류변특성영향적실험연구시신적연구열점지일,연이목전상관적실험연구비상유한.본문이용3 GPa고체개질용융염삼축고온고압용기,선택화북극랍통북부료동탁리단층대중구유변형조구적화강편마암양품,재온도600～840℃、위압800～1200MPa、응변속솔1×10-4～2.5×10-6/S조건하,대불동조구방향적양품(실험압축방향분별수직화평행화강편마암적면리)개전고온고압류변실험.실험결과표명,재상동적응변속솔화온도조건하,수직면리적암석강도비평행면리적암석강도요고.량조실험양품재600～700℃시,응력지수평균치위6.5,위반취성류변；재800～840℃시,응력지수평균치위2,수직면리양품적격활능위Q=380kJ/mol,평행면리양품적격활능위Q=246.4 kJ/mol,이소성변형위주,국부존재흑운모화각섬석적탈수용융.미관결구연구표명,수직면리적양품,재변형과정중형성료신적변형조대,파원유적면리파배개조；이평행면리적양품,재실험변형과정중신적변형대주체계승료원유조구.EBSD분석현시화강편마암원암중석영<c>축겁밀구위우Z축부근,위저면<a>활이；압축방향수직면리적양품,석영조구<c>축겁밀구위우X축부근,위주면<c>활이；압축방향평행면리적양품,석영조구<c>축겁밀구위우Z축부근,반유소량적Y축겁밀,저면<a>활이화주면<a>활이.저표명수직면리적양품중석영변형개조비평행면리적양품경철저,저여미관결구분석결과일치.현연실험양품적비균균조구대양품강도화석영<c>축정향등구유현저영향,단대양품적취소성전화화소성변형궤제몰유실질영향,저대리해지각심부보편존재적형태각향이성암석류변구유중요삼고개치.