【摘 要】
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地球作为一个动态体系,其内部岩石在各种物理化学条件下变形,形成各种地质构造.在过去的几十年里,得益于相关测试分析手段的不断发展,地球材料的流变学研究取得了许多实验突
【机 构】
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中国科学院广州地球化学研究所同位素地球化学国家重点实验室,广东广州510640中国科学院研究生院,北京100049;加拿大蒙特利尔综合工学院民用、地质与采矿工程系,蒙特利尔H3C3A7;中国科学院广州
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地球作为一个动态体系,其内部岩石在各种物理化学条件下变形,形成各种地质构造.在过去的几十年里,得益于相关测试分析手段的不断发展,地球材料的流变学研究取得了许多实验突破,加深了人类对地壳和上地幔岩石变形行为的理解.本文对实验岩石变形装置的技术发展做了扼要的回顾,重点介绍了Paterson高温高压流变仪(HPT).HPT是一台内部加热气体介质高温(可达～1500C)高压(高达700MPa)三轴变形装置,与固态介质的Griggs装置相比,更能对温度、围压、差应力和应变进行高精度的测量,从而获得高质量的力学数据.选择不同的驱动系统,HPT可以在压缩、拉伸和扭转模式下进行各种类型的测试,如恒定应变速率,蠕变(恒定应力)和松弛实验等.利用该装置上的孔隙流体模块,还可以自动控制孔隙流体压力并测量进出样品孔隙流体的体积,从而测定实验变形过程中样品的体积变化.因此,HPT是研究矿物岩石的力学行为和物理性质的最佳装置.本文还对HPT在解决各种关键的地质与地球物理问题,如多相岩石的流变学和断裂力学、部分熔融的形成和萃取、脆-韧性转变、动态重结晶和晶格优选定向的发育,以及变形岩石的地震波性质等方面的应用进行了简要的总结.中国科学院广州地球化学研究所最近安装的HPT是目前中国唯一的一台同类仪器,为中国引入了地球科学领域的一项新的高技术,必然会对构造地质学和地球动力学实验研究产生积极的作用.
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