云南白云石大理巖變形性質的高溫高壓實驗研究

作者：王浩,宋茂雙,李建峰,張桂男,邵同賓,王曉寧,王思猛

摘要：本文選擇采自云南大理的天然粗粒白云石大理巖(d≈560μm)作為初始樣品,利用Paterson氣體介質高溫高壓流變儀在圍壓100~300 MPa、溫度25~1000℃、應變速率10^?6~10^?4 s^?1條件下開展了軸向壓縮變形實驗,厘定出低溫晶內塑性和高溫位錯蠕變兩種變形機制。低溫晶內塑性機制發生在25~700℃溫度條件下,在25℃(室溫)時變形樣品在顯微構造上以突變的波狀消光(位錯滑移)、少量的力學機械雙晶(變形雙晶)和沿解理面的微破裂為特征;而在500~700℃時以發育大量密集分布且厚度較小的變形雙晶為特征。高溫位錯蠕變機制發生在溫度>700℃條件下,以廣泛發育平滑的波狀消光為特征,伴有一定量的間距較寬、厚度較大的變形雙晶,且雙晶邊界遷移作用明顯,同時可以觀察到白云石分解形成的細小的礦物顆粒;應變量增大時,沿顆粒邊界發生的動態重結晶作用增強,形成細粒的重結晶礦物顆粒。此外,在高溫條件下(T≥700℃)隨著應變量增大白云石逐漸分解導致有效圍壓降低和顆粒細化,誘發應變局部化從而形成剪切帶,剪切帶內由于應變集中雙晶滑移、錯斷、顆粒旋轉和細化比剪切帶之外更加顯著。本研究初步獲得了云南白云石大理巖不同溫度、壓力條件下的流變強度、顯微構造演化特征和變形機制的實驗數據,為正確認識白云石大理巖在天然變形中的行為提供了實驗依據。

發文機構：中國科學院廣州地球化學研究所 中國科學院大學 中國科學院深海科學與工程研究所

關鍵詞：白云石大理巖變形機制顯微構造晶內塑性位錯蠕變dolomite marbledeformation mechanismmicrostructureintra-crystalline plasticitydislocation creep

分類號： P545[天文地球—構造地質學]