高温高压条件下甲烷和二氧化碳溶解度试验

高温高压条件下甲烷和二氧化碳溶解度试验 高温高压条件下实验变形石英闪长岩微观结构与 * 熔 体 特 征 研 究 11,, 21刘贵 周永胜宋娟 何昌荣 1 12 1,, LIUG ui,ZHOYUon gSheng,SONJGua nand HCEh angRong 1. ,,100029中国地震局地质研究所地震动力学国家重点实验室北京 2.( ) ,266555中国石油大学华东地球科学与技术学院青岛 1. StateK ey Laboratory oEf arthquake Dynamics,nstitute of Geoogy,China Earthquake Administration,Beijing 100029,China Il 2. Institute of Earth Sciences and Technology,China University of Petroleum,Qingdao 266555,China 2011-08-24 2012-01-12 .,收稿改回 Liu G,Zhou YS,Song J and He CR. 2012. Microstructures and melt characteristics of deformed quartz diorite under high temperature and high pressure. Acta Petrologica Sinica,28( 3) : 1005 ) 1016 AbstactThis paper focus omni crostructures and deformation mechanism as we as partia met of dehydrated ho rnbende inrlllll experimental deformed quartz iodrite samples. The effect opfl agioclase fabric to ther heological strength wasstu died under opticalmicroscope,and melt distribution and chemical composition were analyzed using microprobe. Microstructure observation reveals that the deformation mechanisms of deformed sam ples changed from bri ttle-plastic transition to dislocation climb and dynamic recrystallization with temperature in creasing. Under high temperature,partial molten happened a ccompanied with dehydration of hornbende and the met is nonequiibrium and heterogeneity both in distribution and chemica composition. Met appeared aroundgr ain lllllrims of dehydratehdo rnblende and biotite,or in grain boundaries of hornblende and plagioclase. The chemical composition of melts is strongly dependent tomi nerals which participated in melting. The contents oifO Sand AlOin melts at the rims of hornblende and 2 2 3 biotite are lower and contents of FeO and MgO hairegh er,but contents ofi OSand AlOin melts at the rims of plagioclase are higher 2 2 3 and contents of FeO and MgO laorewe r,the chemical composition of melts at grain boundaries of plagioclase and hornblende are between that of two minerals. The phenomenon onfo nequilibrium and heterogenoumse lting could explain forming mechanism of eucosome and mesosomine migmatite,the met with richer SiOand AlOcoud crystaize to eucogranite,and the met with poor lllllll2 2 3 SiOand AlOcould crystallize to mafic rocks. Dehydration of hornblende was effectebdy sealed environments of samples. It is found 2 2 3 that hornblende did not dehydrated whesna mples were packedc losely using thin nickel film,but most ofh ornblende grains dehydrated when samples were not packe,dand water from edhydraion sealed to open nevironments,which implicated that open systemin crust, such as detachmenfaut ts,coud promoted ehydration and partia meting of hornbende. The mechanica data andm icrostructures llllllreveal that rheological strength i s obviously higher when o rientation of coarse grain plagioclase is nearly perpendicular with max principal stress,which suggest that rocks are hard toefo rdmation when ofliation is perpendicular to theo rientation of them aximum principa stress,whie parae to foiation,it promotes rock deformation,and favorabe for deveoping detachment afut. lllllllll Key wordsQuartz diorite; Rheology under high temperature andhi gh pressure; Microstructure and deformation mechanism; Rock fabric; Dehydration meting l ,,本文以高温高压条件下石英闪长岩流变实验样品为研究对象利用偏光显微镜进行微观结构观察研究了样品在 摘 要 ; ,实验温度压力条件下的变形机制与斜长石结构对流变强度的影响通过透射电镜能谱与电子探针分析了熔体分布和成分特 ,。,,征讨论了角闪石脱水熔融的影响因素与脱水熔融对岩石流变的影响结果表明随着温度升高岩石从脆塑性过渡域逐渐 。,,向高温位错攀移和动态重结晶为主的塑性域转化在高温条件下角闪石出现了脱水与部分熔融脱水熔融的熔体分布和成 90814006、40972146) ,( , 本文受国家自然科学基金项目资助 : ,,1982 ,,,E-mail: hairylife@ 163, com 第一作者简介刘贵女年生博士生构造地质学专业 E-mail: zhouysh@ie s, ac, cn : ,,1969 ,,,,,, 通讯作者周永胜男年生博士研究员主要从事高温高压岩石力学与流变学研究 ,,分体现出非均匀与非平衡熔融的特点空间分布上熔体主要出现在角闪石和黑云母矿物颗粒的边缘以及角闪石和长石颗粒 ; ,。之间的区域内成分分布上熔体的成分与参与熔融的矿物成分密切相关角闪石边缘的熔体和黑云母边缘的熔体具有低硅 、、,,,铝高铁镁特征斜长石边缘的熔体具有高硅铝低铁镁的特征处于角闪石和斜长石颗粒中间的熔体其成分间于斜长石与 。,角闪石成分之间实验中出现的非平衡非均匀部分熔融可以解释混合岩中的浅色体与暗色体的成因富硅熔体可以形成富 ,。,硅铝的花岗质岩石而贫硅富铁镁的熔体可以形成基性岩角闪石的脱水熔融程度依赖于样品的封闭条件处于封闭环境的 ,,,。,样品角闪石不易脱水熔融而处于开放环境时角闪石脱水熔融显著拆离断层带及其附近具备这样的开放环境有利于角 。,,闪石发生脱水熔融实验力学数据和微观结构显示随机分布的斜长石对岩石强度影响并不明显但斜长石的长轴方向与最 ( 90?) ,,大主应力方向呈大角度相交近 会显著强化岩石的强度这意味着岩石组构与主应力方向大角度相交或呈垂直方向时 ,,,,不利于岩石变形和拆离断层的形成反之均匀岩石或岩石组构与最大主应力方向小角度相交有利于岩石的变形容易发育 。 拆离断层 ; ; ; ; 石英闪长岩高温高压流变微观结构与变形机制岩石组构脱水熔融 关键词 P589.1 中图法分类号 ,实验得出了随时间和温度的变化斜长角闪岩中的新生矿物 。和熔体成分的演 化 趋 势角闪石脱水熔融的熔体被认为是 1引言 ( Wolf 混合岩中的浅色体和高喜马拉雅淡色花岗岩的 成 因 and Wyie,1993a; ,2001; Zeng eat , ,2009) 。lll杨晓松等花岗 ( ,岩石流变是大陆动力学研究的前沿和热点 嵇 少 丞 等 ( ,1993; ,1993; 岩的熔融实验表明吴福元林强和吴福元林强 2008) ,。而高温流变实验是研究岩石流变最主要的手段之一 1993) ,,,等与粉末样 品 不 同块状样品的部分熔融样品中存 ,,、、、 多年来流变实验积累了大量的数据其中石英长石辉石,在不平衡熔融和局部熔融体系熔体成分和分布都体现出非 橄榄石等单相矿物的流变实 验研究取得了较好的结果 。( 平衡性辉长岩部分熔融实验中也出现不平衡熔融现象 周 ( Kohlstedt et al, ,1995; Ji and Xia,2002; , 周永胜和何昌荣2003 ) 。 ( Paquet et al, ,,部分熔融条件下花岗岩 永胜 等2003,2004) 。Ji ( 2004) Toth eta l, ( 2009 ) 与 根 据 单 相 矿 物 1981; Paquet and F rancois,1980; De'Angeo et a, ,1987; llll,的流变实验数据给出了利用端元组分拟合计算两相矿物集 Dell'Angelo and Tullis,1988; Mecklenburgh and Rutter,2003;。合体的流变经验 公 式这些经验公式虽然可以在一定程度 上Neumann, 1995 ) 、Rutter et a , , 2006; Rutter and l长 石 ,利用端元组分拟合两相矿物集合体的流变但并不能完全 满( Dimanov et al, ,1998,2000) 、( ,2003; Zhou辉长岩周永胜等 ( ,2009; 足定量确定复杂组分流变参数的需要 周 永 胜 等et a, ,2012) 、( Jin et a, ,1994; ll,1997; Hirth 橄榄岩金振民等Zhou eta , ,2012) l。而中上地壳长英质岩石的流变比较复 and Kohstedt,1995a, b; Kohstedt and Zimmerman,1996; ll,,,杂表现为在低温条件下岩石处于半脆性而高温条件下不 Kohlstedt, 2002; Kohlstedt et al, , 2009; Kohlstedt and,,可避免地出现角闪石的脱水熔融因 此实验数据重复性较 Holtzman,2009; Zimmermann et al, ,1999; Zimmermann and ,( 差还需要通过大量实验来获取新的 流 变 数 据 刘 贵 和 周 永 Kohlstedt,2004; Holtzman et al, ,2003 ) ,的 流 变 实 验 表 明熔 2012) ,。,胜另外在以往的流变实验研究中主要关注矿物成 ,体对岩石流变的影响不仅与熔体含量有关而且受熔体的分 ( ,2004; ,分对岩石圈流变 的 影 响 周永胜和何昌荣周 永 胜 等 。,布控制如果熔体被封闭于矿物之间熔体对样品变形的影 2009) ,( , 对于样品结构的复杂性实验 研 究 比 较 少 周 永 胜 等,,响有限只有熔体出现在矿物颗粒边界形成相互贯通的熔 2009) 。Ji et al, ( 2000) 研 究 了 石 英 和钙长石分层条带对样 ,( 2003,2008) ; ,体网络熔体对流变的影响才显著 周永胜等,品变形的影响结果表明层状结构样品比均匀混合样品和单 ,,变形能够促进熔体从矿物中分离形成定向的熔体条带而 。( 相矿物的强度大对多矿物组分的岩石流变实验表明周永 ( ohstedt,2002 ohstedt Kl;Kl且熔体的定向随应变增加而加强 ,2009; ,2009 ) ,,胜等周永胜和 何 昌 荣在长英质岩石中如 果 et al, ,2009; Kohlstedt and Holtzman,2009; Zimmermann et 20% ,,石英含量超过 石英基本控制了样品的整体变 形如 果 al, ,1999; Zimmermann and Kohlstedt,2004,Holtzman et al, , ,,石英含量比较少而且充填于相对自形的长石之间则 长 石 2003) 。 ,。, 控制了样品的 变 形样品表现出相当高的强度特征显 然( 2009) 在对周永胜等进行的周口店石英闪长岩高温流 。样品结构对样品强度和变形方式等有显著的影响 ,变实验样品进行微观结构研究时发现样品结构和角闪石脱 角闪岩的脱水与熔融是大陆中下地壳岩石的重要特征 。水熔融都不同程度地影响了样品的变形本文主要对这些 ( Wolf and Wyllie,1993a,1994; Zeng eat l, ,2009) ,这种脱水 ,实验样品进行了显微结构研究分析角闪石脱水熔融产生的 。 Wolf and Wyllie熔融 对 地 壳 流变的影响也非常显 著 ,熔体成分讨论了岩石结构与脱水熔融对地壳减薄和拆离断 ( 1993a) 给出在 水 饱 和 与无水条件下角闪石脱水熔融的相 。层发育的影响 ,、Wof and ( l图并且 研 究 了 温 度时间对脱水熔融的影响 Wyie,1994) 。( 2005) ll周文戈 等 通 过 斜 长 角 闪 岩 脱 水 熔 融 wt% )1 ( 表 实验样品的全岩化学成分 Table 1 Buck chemical composition of experimental samples ( wt% ) SiOAlOFeONaOKOTiO eOMgOCaO MnOTotal F 成分 22 32 32 2 2 62. 7916. 352. 412. 862. 033. 664. 363. 470. 13 0. 7498. 8全岩分析 59. 66 16. 47 2. 88 3. 29 2. 77 4. 76 4. 12 3. 22 0. 10 0. 86 98. 13 全岩分析 2 表 石英闪长岩流变实验条件与变形特征 Tabe 2 Rheoogica experimenta conditions and deformation characteristics of quartzd iorite llll 应变速率 温度 压力 差应力 应变 样品号 样品变形特征 ) 1 ? ) ( MPa) ( MPa) ( % ) ( ( s ) ) 4 Gran0665011002098. 810. 37晶内裂隙发育 1 × 10 ) 4 407. 17. 87× 10 1 ,,; ) 5晶内裂隙发育斜 长 石 机 械 双 晶波 状 消 光石 英 波 状 612. 6 9. 2 2. 5 × 10 Gran078501100; 消光少量角闪石脱水熔融 ) 6485. 3 11 6. 25 × 10 ) 4 353. 812. 561 × 10 ; ,) 5大部分角闪石和黑云母脱水熔融斜长石机械双晶波 285. 1 14. 65 2. 5 × 10 Gran029001050; 状消光石英波状消光 ) 6247. 6 15. 45 6. 25 × 10 ) 4 248. 15. 241 × 10 ,) 5显微镜下未发现熔体角闪石和黑云母基本保持原有 193. 3 6. 56 2. 5 × 10 Gran059501050,,; 特征长石机械双晶波状消光石英波状消光 ) 6125. 9 7. 91 6. 25 × 10 ) 4 5337. 71 × 10 ,,部分角闪石和黑云母脱水熔融斜长石机械双晶伴 有 ) 5367. 8 10. 5 2. 5 × 10 ; ,,Gran1010001100扭折现象石英 颗 粒 锯 齿 边 界亚 颗 粒 化形 成 变 形 石 ) 6257. 3 12. 3 6. 25 × 10 英条带 ,; ; 形特征少量具有波状消光角闪石未发生脱水反应黑云母 ,S 。塑性变形强 烈表 现 为 局 部 的 形 弯 曲这 些 变 形 特 征 表 2实验样品和实验条件 ,650? ,,明在 条件下石英闪长岩处于脆塑 性 转 化 域斜 长 石 ,。 以脆性变形为主而石英和黑云母以位错滑移为主,实验样品为采自北京周口店的石英闪长岩细粒粒状结 850? ,1100MPa ,温度 升 高 到 围 压 在 的 条 件 下样 品,。70% ( : 构块状构造岩石主要矿物组成长 石 主 要 为 斜 长 Gran07 ,中斜长石发育机械双晶斜长石和石英具有波状消 ,) ,17% ,8% ,4% 。 石微量钾长石 角 闪 石 石 英 约 黑 云 母 约 ; ,; 光角闪石未发生脱水反应但边缘呈现暗化现象黑云母塑 0. 3 : 0. 9mm; ,岩石为半自形细粒结构矿物粒径为 斜长石板 ( 1a) 性变形强烈图 这些特征显示出样品以位错滑移为主的 ( ,2001) 。1 柱状周永胜和何昌荣表 给出了实验样品的全岩 。。 塑性变形 化学成分分析结果 900? ,1050MPa Gran02 ,实验在地震动力学国家重点实验室的固体介质三轴岩 温度 围压在 条件下样品 中 斜 ,。1050石力学实验系统上完成传压介质为氯化钠实验围压 ,长石中发育大量的机械双晶斜长石与石英普遍出现波状消 ) 4 : 1100MPa,650 : 1000? ,1 × 10 : 6. 25 × 温度为 应变速率 ; , 光角闪石因发生脱水反应而暗化在角闪石边缘出现黑色 ) 6 ) 1 10 s ,200 : 700MPa。差应力 详细的力学数据和流变参数 。,或棕色的熔体边其中熔体主要出现在角闪石和斜长石的 ( 2009) 。2。参见周永胜等实验条件与样品变形特征列于表 ,( 颗粒边界而角闪石与石 英的颗粒边界没有发现熔体 图 1b,c) 。,这些特征显示出样品以位错滑移为主的塑性变形 。角闪石出现了脱水和熔融 3实验样品的变形微观结构特征与变形 950? ,1050MPa Gran05 ,温度 围压在 条件下样品 中 斜 机制分析,,; 长石波状消光明显发育机械双晶有少量的亚颗粒石英中 。利用偏光显微镜对实验样品进行了系统的观察和分析 ,; ,,波状消光发育有石英亚颗粒角闪石被拉长变形强 烈但 ,,实验原始样品矿物 边 界 清 晰内 部 比 较 干 净斜 长 石 发 育 聚 ( 1d,e) ; 。 未发生脱水熔融图 黑云母发育有扭折带这 些 变 ,; ( ) 。 片双晶无定向排列暗色矿物角闪石和黑云母轮廓清晰,形特征显示样品中主要矿物以位错攀移和亚颗粒化变形为 ,。主但角闪石脱水和部分熔融很微弱 1000? ,1100MPa Gran10 ,3. 1 在温度 围压在 条件下样品 中 微观变形特征与变形机制 ,( 1f) ,;650? ,1100MPa Gran06 斜长石发育机械双晶伴有扭折现象图 波状消光明显 ,在温度 围压 的条件下样品 中 ,, ,; 石英除了波状消光 外出 现 变 形 纹石英颗粒形成锯齿边与 斜长石发生微破裂局部发育少量机械双晶石 英 无 明 显 变 1 图 实验样品变形微观结构照片 Hb-; Bi-; Q-; Pl-; Met-. l,角闪石黑云母石英长石角闪石边缘熔体 其中黄色箭头表示为未脱水的角闪 石红色箭头表示为部分脱水和全部脱 ,; ( h) ,,水的角闪石绿色箭头表示为角闪石脱水熔融形成的熔体边图中斜长石大颗粒与最大主应力方向大角度斜交斜长石出现扭折和机 械双晶 Fig, 1 Microscopic pictures of the xeperimental deformeds amples Hb-hornblende; Bi-biotite; Q-quartz; Pl-plagioclase; Melt-melt in rims of hornblende. The yellow arrows display undehydratedh ornblende,the red arrows display partial and full dehydratedh ornblende,the green arrows isdplay melt rim around dehydratehdo rnblende. In Fig. 1h,the kinking and twinning in coarse grain of plagioclase,orientation of plagioclase is nearly perpendicular with max principal stress ,( 1f) 。,,亚颗粒化呈 条 带 状 分 布 图 角闪石发生了 脱 水 而 暗 角闪石部分熔融形成浅褐色熔体边由于变形而出现细长 ,( 1g) ; ; 化脱水强烈的角闪石整个矿物都变为了黑色 图 多数的拖尾未发生脱水的角闪石基本保持了矿物原有的颜色 wt% )3 ( 表 实验样品矿物和熔体的能谱分析结果 Tabe 3Energy spectruman ayses date ofm ineras and met in the deformeds ampes ( wt% ) lllll SiOAlOFeONaOKOTiO eOMgOCaO MnOTotal F 成分 22 32 32 2 2 Hb43. 411. 147. 6211. 9510. 09. 61. 451. 280. 381. 097. 82Hb 49. 7 5. 50 4. 99 8. 56 14. 75 10. 88 0. 90 0. 86 0. 40 1. 0 97. 54 Hb 44. 76 8. 56 6. 17 10. 76 10. 94 11. 56 1. 60 1. 07 0. 44 2. 84 98. 70 Bi 35. 45 13. 36 2. 83 15. 90 12. 17 0. 89 0. 35 8. 06 0. 19 3. 36 92. 56 Bi 35. 52 14. 90 4. 47 14. 99 12. 29 0. 37 0. 15 9. 10 0. 34 3. 04 95. 17 58. 49 24. 86 0 5. 80 2. 80 3. 30 0 4. 75 0 0 100. 0 熔体46. 6 7. 65 0 15. 86 10. 77 18. 66 0 0. 45 0 0 99. 99 Hb66. 04 18. 66 0 7. 73 0 2. 19 0. 10 5. 64 0 0. 05 100. 4 熔体 角闪 石边 缘熔体 37. 699. 06029. 083. 6416. 380. 102. 3101. 84100. 1Hb 42. 148. 22027. 935. 5413. 860. 101. 3900. 89100. 1 : JEOL 2010 注能谱分析是在北京科技大学 型透射电镜的能谱仪上完成 ( 1g) ,。图 但其边缘也发生了 部 分 熔 融多数黑云母也发生 ,,-了脱水和部分熔融黑云母变为黑色边缘有褐色黑色熔体 ,。,边部分黑云母发育有扭折带这些变形特征显示斜 长 石 ,和石英在高温下以位错攀移和动态重结晶作用为主大部分 。角闪石与黑云母出现脱水与部分熔融 3. 2长石的分布特征对岩石强度的影响 ,,高温高压实验表 明在相同围压和应变速 率 条 件 下随 ,,1000? ,着温度增加样品强度逐渐降低但是实验温度为 下 Gran10 850 :90 0? ,样品 的强度 反 而 很 高甚 至 高 于 其 它 时 。,样品的强度在偏光显微镜下观察发现大部分样品中的斜 ,。Gran10 长石是随 机 分 布 的没有形成定向条带但 在 样 品 ) ,,( 中斜长石显著定向并且长轴方向与最大主应力方向 σ大1 ( 90?) 。,角度相交接近 样品内部局部出现大颗粒斜长石 长 ,轴与最大主应力斜交引起斜长石出现强烈的扭折和机械 双 ( 1h) ,。 晶图 显示出斜长石分布对样品 强度的控制作用而 ,。,石英颗 粒主要分布于长石粒间呈 填 隙 结 构样 品 变 形 后 ,,斜长石主体变形不显著而石英除了出现锯齿边外在与 最大 主应力近于垂直的方向出现了石英亚颗粒化细粒条带 ( 1f) 。 图 ,( 2009) 斜长石分布对样品强度的控制作用周永胜等也 。,报道过由于斜长石定向分布而且长轴方向与最大主应力 2图 实验变形样品的电子探针分析照片 ,。,,方向近垂直不利于岩石变形因此即使在高温下也显示 Hb-; Bi-; Kf-Pl-Cpx-elt-; ; ; M角闪石黑云母钾 长 石斜 长 石单 斜 辉 石 . 熔体 其中针状矿物是辉石的雏晶 。,出了比较高的强度显然矿物结构对岩石强度具有显著的 。 , 控制作用根据本实验结果在野外普遍存在的非均匀结构 Fig, 2Pictures of eectronic probe anayses of thell 。 对岩石变形有显著影响 experimenta deformeds ampesll Hb-hornbende; B-botte; Kf-K-fedspar; P-pagocase; Cpx- liiilllil cnophyroxene, Neede mneras are cnophyroxene lililli 4实验变形样品的熔体分布与成分特征 ( ) ,现在角闪石或黑云母和斜长石所共同限定的区域内在角 4. 1熔体的分布特征 ( ) ; 闪石黑云母与石英所限定的区域内并没有发现熔体而在 ,, 在偏光显微镜下对实验样品薄片观察表明在 高 温 下斜长石或石英等浅色矿物共同限定的区域内也没有发现熔 ,。伴随角闪石和黑云母脱水样品出现部分熔融熔体主要出 。,体的存在因 此部分熔融是由含水矿物的脱 水 熔 融 引 起 3 图 石英闪长岩部分熔融形成的熔体及熔体边缘矿物化学成分 1-; 2-; 3-; 4-; 5-; 6-; 7-; 8-; 9-斜长石角闪石黑云母钾长石单斜辉石黑云母边缘的熔体斜长石边缘的熔体斜长石和角闪石颗粒之间的熔体角 ; 10-闪石边缘的熔体原岩 Fig, 3 Chemical composition of melt and minerals in partial molten experimental deformed quartz iodrite 1-plagioclase; 2-hornblende; 3-biotite; 4-K-feldspar; 5-clinophyroxene; 6-melt in rims of biotite; 7-melt in rims of plagiocalse; 8-melt between boundaries of pagiocase and hornbende; 9-met in rims of hornbende; 10-buck chemica composition of starting experimenta sampes llllllll eO、MgO F,( 体的 的含量接近或高于 角闪石和云母中的含量 的而不是由具有低共熔温度的石英和斜长石发生熔融 姜 3c,d) ,AlO、NaO、KO ( 3a,b,e) ,( 而 的含量偏低图 图 ,2007) 。2 3 2 2 昕等 。4 熔体成分主要来自于角闪石和黑云母斜长石边缘的熔体 我们选取了 个实验样品中的熔体和周边矿物 作 为 研 ( ) ,SiO: 72% ,60% 蓝色空心五边形含量约 大部分比全岩 ,( 3) 2 究对象对实验样品进行了透射电镜的能谱分析表 和电 SiOFeO( CaO、NaO ,3d) ,成分的 高熔体中出现了 图 而 的 2 2 ( 4) 。子探针分析表 ( 3b,f) ,含量比斜长石含量偏低 图 熔体成分主要来自于斜 ,,通过电子探针分析成分的同时可 以 观 察 熔 体 特 征及 ,FeO 。长石但熔体中有 的加入而处于角闪石和斜长石颗粒 。从熔体中结晶出 的 雏 晶熔体主要分布于暗化的角闪石与 ( ) ,SO:5 8% , i53% 之间的熔体紫色空心五角星含量约 熔2 ( 2a,b,c,e) ; ,斜长石的接触部位图 雏晶和熔体共存以簇 FeO、CaO、NaO ,体的 的含量间于斜长石与角闪石成分之间 2 ,状集合体分布于熔体中或暗化的角闪石边缘单个雏晶呈针 。O K说明熔体由角闪石和斜长石共同熔融形成熔体中 含 2 、( 2b,d,f) 。状毛刺状或椭圆状图 ,。 量普遍偏低表明钾长石很少参与熔融 ( 2c,d) ,熔体局部出现细小的单斜辉石雏晶 图 单 斜 辉 4. 2 熔体的成分特征 ,,FeO石呈细小针状而 且 与 熔 体 共 存这表明单斜辉石是富 ,。电子探针分析结果表明熔体成分分布非常不均匀对 。,在斜长角闪岩部分熔融实验中发现 熔体结晶作用形成的( 3) ,主要矿物与熔体成分对比分析图 显示接近角闪石边缘 ( ,2009 ) ,角闪石脱水退变成单斜辉石 周 文 戈 等而 不 是 脱 水 ( ) ( 的熔体红色空 心 三 角和 黑 云母边缘的熔体 黑 色 空 心 正 ,熔融这不同于本研究中给出的角闪石脱水熔融与熔体结晶 ) ,SO: 55% ,SOi39% i,方形含量约 比全岩成分的 低但熔 2 2 。形成单斜辉石的机制 wt% )4 ( 表 实验样品矿物和熔体的探针分析数据 Tabe 4Eectron microprobe anayses date of them ineras and the met of the deformesdam pes( wt% ) llllll SiOTiOCrOAlONaOKO FeOMnOMgOCaO Total 编号 成分 222 32 32 2 0Hb44. 671. 730. 008. 4016. 350. 4611. 4111. 191. 911. 1297. 2 1Hb44. 221. 670. 038. 6417. 740. 5010. 5711. 081. 811. 2197. 5 2Pl 61. 490. 000. 0023. 450. 160. 010. 015. 448. 220. 4299. 2 3Hb 44. 321. 720. 008. 7717. 960. 4710. 6711. 061. 801. 2098. 0 4Kf 64. 080. 000. 0317. 820. 090. 000. 040. 101. 0015. 1698. 3 Kf562. 650. 090. 0017. 880. 120. 000. 000. 061. 2014. 3396. 3 6Kf 63. 950. 050. 0017. 520. 080. 000. 010. 020. 8715. 0197. 5 7Bi 37. 823. 230. 0114. 1019. 860. 3211. 620. 010. 139. 9097. 0 8Bi 37. 533. 040. 0014. 2219. 330. 3211. 430. 020. 169. 5995. 6 Bi937. 232. 460. 0114. 2019. 000. 3212. 120. 000. 189. 8595. 4Pl Pl 1059. 100. 040. 0023. 540. 350. 010. 086. 566. 941. 2397. 9熔体 1162. 450. 000. 0022. 790. 100. 010. 024. 868. 630. 2299. 1熔体 1250. 810. 390. 033. 4024. 090. 5819. 001. 850. 080. 08100. 3熔体 1350. 880. 380. 013. 3023. 670. 5818. 941. 840. 120. 0699. 8 熔体 1451. 050. 380. 023. 9022. 370. 6820. 451. 770. 080. 03100. 7 熔体 1540. 542. 690. 0012. 6416. 830. 3511. 869. 512. 221. 1297. 8 16熔体 43. 563. 650. 029. 3128. 630. 379. 291. 851. 451. 2899. 4 17熔体 50. 060. 540. 003. 3218. 540. 5815. 0210. 380. 170. 0698. 7 18熔体 51. 840. 300. 013. 7420. 780. 6121. 471. 840. 150. 07100. 8 1940. 901. 940. 0112. 6017. 050. 3511. 548. 662. 330. 9796. 3熔体 20熔体 51. 380. 330. 022. 1118. 330. 5713. 5412. 570. 210. 1199. 2 2151. 910. 570. 002. 9223. 490. 6620. 131. 500. 120. 16101. 4熔体 2239. 182. 590. 0514. 2517. 060. 2610. 640. 330. 579. 0694. 0熔体 2354. 530. 470. 015. 1218. 630. 5014. 581. 840. 851. 2597. 8熔体 2453. 400. 460. 005. 6719. 080. 4715. 741. 920. 561. 0798. 4 Kf 2562. 500. 110. 0017. 810. 070. 000. 000. 071. 1014. 5896. 3Pl 2660. 490. 010. 0122. 710. 250. 020. 035. 388. 030. 6297. 6Hb 2744. 111. 710. 008. 6117. 900. 5010. 6911. 151. 751. 1997. 6Bi 2837. 122. 000. 0414. 6219. 210. 3111. 600. 070. 219. 6794. 9 Bi Cpx 2937. 073. 170. 0014. 2420. 440. 3111. 160. 000. 289. 6596. 3熔体 3055. 550. 410. 015. 3814. 220. 5513. 207. 210. 981. 0598. 6 熔体 3170. 880. 380. 0011. 552. 670. 060. 521. 101. 823. 3492. 3Hb 3268. 440. 390. 0014. 812. 830. 060. 491. 892. 253. 4194. 6Kf 3343. 961. 670. 038. 8618. 030. 4910. 6011. 191. 871. 1597. 9Kf 3462. 600. 070. 0317. 530. 100. 000. 010. 101. 2514. 3096. 0Pl 3563. 920. 020. 0017. 660. 110. 000. 000. 061. 4714. 3197. 6Bi 3659. 180. 030. 0123. 600. 150. 000. 006. 527. 620. 1797. 3Bi 3737. 072. 510. 0414. 4619. 340. 3211. 650. 050. 239. 4395. 1Bi Hb 3836. 922. 090. 0114. 8519. 120. 3711. 560. 000. 299. 4994. 7Hb 3936. 432. 710. 0014. 4119. 520. 3311. 440. 010. 239. 4794. 6Pl 4040. 552. 070. 0310. 1020. 700. 3512. 1510. 412. 161. 0599. 5熔体 4147. 960. 450. 006. 9213. 460. 4913. 4815. 530. 820. 0399. 1熔体 4261. 840. 020. 0323. 000. 140. 000. 005. 288. 560. 2299. 1熔体 4355. 321. 190. 0217. 088. 500. 192. 374. 713. 633. 2796. 3熔体 4456. 521. 040. 0017. 437. 570. 222. 154. 173. 353. 5596. 0熔体 4556. 960. 980. 0217. 797. 720. 172. 214. 181. 333. 2194. 6Bi 4660. 000. 560. 0017. 045. 620. 121. 613. 013. 674. 5296. 1Bi 4766. 250. 760. 0013. 734. 210. 080. 511. 292. 785. 7595. 4Hb 4837. 233. 200. 0114. 5319. 960. 2911. 150. 000. 219. 5396. 1Pl 4937. 192. 990. 0014. 1820. 850. 3311. 450. 000. 279. 4496. 7Pl Kf 5045. 141. 840. 008. 6517. 260. 3811. 3411. 071. 821. 2798. 8Kf 5160. 570. 000. 0123. 450. 430. 000. 046. 226. 911. 1598. 8熔体 5258. 100. 090. 0324. 630. 210. 010. 007. 546. 940. 2697. 8熔体 5363. 060. 020. 0217. 770. 150. 030. 000. 111. 8413. 5296. 5熔体 5463. 660. 020. 0217. 980. 070. 000. 010. 081. 2814. 3297. 4熔体 5564. 020. 190. 0316. 713. 530. 120. 771. 633. 353. 9294. 3熔体 5662. 440. 240. 0119. 491. 840. 030. 433. 116. 603. 2197. 4 5764. 640. 050. 0015. 404. 140. 060. 452. 523. 923. 7194. 9 5863. 900. 110. 0115. 483. 950. 060. 374. 032. 962. 8893. 7 5945. 470. 430. 0021. 299. 760. 087. 473. 523. 684. 8896. 6 60 65. 55 0. 61 0. 00 15. 58 3. 81 0. 10 0. 67 1. 25 2. 81 5. 10 95. 5 熔体 : JEOL JXA-8100 ,15kV,5m注探针分析在中国科学院地质与地球物理研究所 型电子探针仪上完成加速电压为 电子束斑直径为 μ ,熔体成分特征强烈依赖于参与熔融熔体的矿物表明脱 。水熔融是非平衡 熔 融熔体在成分和分布上都体现出非均 。匀非平衡特征熔体这种分布特征对样品的局部化变形和 。韧性剪切带的形成具有重要影响 4. 3角闪石脱水熔融的控制因素 Gran02 900? ,样品 在 时大部分角闪石都发生了脱水熔 ; Gran05 950? ,,融样品 在 时角闪石没有发生脱水熔融在偏 ,光显微镜下没有发现熔体在探针分析中仅在局部发现微量 ; Gran10 1000? ,熔体样 品 在 时部分角闪石发生了脱 水 熔 ,。,融但保留较为完整的角闪石由 此 可 见温 度 并 非 脱 水 熔 。融的唯一决定性因素 熔体的化学成分分析 中熔体的成分总和一般都低于 100% ,( 2003) 郑海飞等认为导致熔体成分总和较低的原因 。是水等 挥发性组分更易于在熔体中集中样 品 实 验 前 在 150? ,。 条件下烘干所以排除了样品中含有吸附水的可能性Wolf and Wyllie,1993a,4 ( 图 角闪石脱水熔融相图据 ,( 、) 因此可以推测暗色矿物如角闪石黑云母中结构水 的 脱 1994)。离是实验体系中水的主要来源 . Hbl-Pyx-; ; Gt-图中方框是本实验 的 温 压 条 件 角 闪 石单 斜 辉 石 900? ( Gran02 950? ( Gran05 ) 对比实验样品 样品和 样 石榴石; Met-熔体l) ,Gran02 品条件下样品的熔融程度样品 在显微镜下能观察 Fig, 4Facies map of d ehydration-melting of hornblende ,Gran05 到角闪石强烈脱水现 象而 样品的温度条件比 ( after Wof and Wyie,1993a,1994) lllGran02 ,样品温度条件高在显微镜下却未发现角闪石有脱水 The soid square is the temperature and pressucroen ditions in this l study. Hbl-hornblende; Pyx-clinophyroxene; Gt-garnet 。,现象分析实 验 过 程认为这种差异源自对样 品 的 封 闭 程 Gran02 ,,,度样品镍箔包裹不严密处于开放的环境中角闪石 ; ,; 的脱水熔融对熔体的贡献比较小熔体中没有出现石榴石可 中的结构水散失到外界环境中角 闪 石 脱 水 非 常 显 著而 ,1050 :110 0MPa,能与实 验 压 力 有 关本 实 验 压 力 在 正 处 于 Gran05 ,,, 样品包裹严密处于封闭的环境中没有水分的散失 。石榴石相变线边界 。角闪石脱水熔融不显著 ,,角闪石的脱水熔融是中下地壳内重要的地质过程其熔 从上述失水熔融的过程可以看出开放体系的熔融作用 , 融产物被认为是高喜马拉雅淡色花岗岩和混合岩中浅色体 并不是封闭体系受矿物相消失顺序所制约的低限共结熔融 ( Wof and Wyie,1993a; ,2001; Zeng eat , ,llll的成因杨晓松等 。而是以含水矿物脱水分解熔融为先导的非低限熔融林 强 2009) ,( Wolf and而熔 融 的 残 留 体被认为是基性的榴辉岩 ( 1993) ,等认为由于熔融过程中水不断地离开体系必然会造 Wyllie,1993b; Zeng eat l, ,2009) 。,。在本实验中熔体的成分 成含水矿物率先脱水分解熔融 。、,受参与熔融的 矿 物 控 制斜长石参与熔融形 成 高 硅 铝低 ( SiO61% : 71% ) ; 铁镁的熔体范 围 而角闪石或黑云母与 2 5 讨论 ,、( SiO 斜长石参与熔 融 时形 成 低 硅 铝高 铁 镁 的 熔 体 范 围 2 35% : 44% ) 。 这意味着非平衡非均匀熔融条件下的部分熔 5. 1角闪石脱水熔融与成分分异的地质意义 ,。融熔体可以直接形成富硅铝的花岗质岩石与基性的岩石 , 角闪石的脱水熔融反应与体系的含水程度密切相关其。这也许可以解释混合岩中的浅色体与暗色体的成因 of and ye,1993a,1994 ) 4( WlWlli。本 文 实 验 的 温 相图如图 ,,在地壳减薄过程 中伴随拆离断层的形成地 壳 厚 度 减 、,度压力范围用粗线 条 方 框 给 出本实验样品的含水条件处 ,,小压力降低可以促进含水体系岩石发生降压引起的角闪 ,。于饱和水和干样品之间实验熔融条件与相图完全吻合 ( Wolf and Wyllie,1994 ) ,石脱水熔融降低了中下地壳粘度 : + + + 角闪石脱水熔融的反应为角闪石 斜长石 石英 水,,和流变强度促进拆离断层深部流变而且沿拆离断层形成 石榴石 + 单斜辉石 + 榍石 + 熔体; 角闪石 + 斜长石 + 石英?,。 混合岩甚至出现花岗质岩石 石榴石 + 单斜辉石 + 熔体;? 黑云母的脱水熔 融 反 应 为: 黑 云 母 + 钠 长 石 + 石 英 ? 5. 2 角闪石脱水熔融对中地壳拆离断层形成的影响 斜方辉石 + 石榴石 + 钾长石 + 熔体。 从以往的岩石脱水熔融实验和角闪石的脱水熔融实验 ,本文实验的熔体中发现了单斜辉石但没有发现斜方辉 ,,,的实验过程我们发现在样品的装样过程中样品都是直接 ,,石这意味着在实验中角闪石的脱水熔融占主导而 黑 云 母 ,: 接触石墨炉这样就使得样品在实验过程中处于开放的实验 对于岩石流变性质的影响是复杂多样的当集合体中弱相形 。,。,环境中而在石英闪长岩的实验过程中我们试图用镍箔将 若 强 相 具 有 好 的 晶 成了连续 成 层 时岩石的强度会降低 ,。900?,,样品包裹严密使样品尽量处于封闭 的 环 境 中但 是 粒可以阻碍基质中细粒颗粒的位错滑移从而增强整个岩 Gran02 950? Gran05 。,,,的 样品角闪石出现了脱水熔融而 的 石的强度当集合体中各相的体积分数一定时强相晶粒纵 。Gran02 , 。Ji et al, ( 2000) 样品角闪石没有发生脱水反应样品在实验过程中横比的增加可提高系统强度对一系列钙长 -,,石石英互层的岩石进行了变形实验证明在挤压垂直层理 镍箔包裹不严密没有将样品完全封闭样品处于开放的环境 ,。, 情况下层状岩石的流变强度要比纯弱相岩石或均匀混岩石 当中显然处于开放的环境中的角闪石更容易发生脱水反 。。,,应在大陆岩石圈的环境中只有在断层带中才具备这样的 大很多即使在平行层理剪切情况下层状岩石的流变强度 ,。也比纯弱相岩石的高许多该研究揭示了层状岩石流变学的 条件 ,。,上述实验过程可外推到天然的变形环境在伸展作用控 重要性在未变形或弱变形多矿物组成的岩石中各造岩矿 ,,,物近乎均匀分布应力在各矿物之间的分配主要取决于它们 制的拆离剪切带的 附 近基本属于开放的环境因 而 是 以 含 。,65% , 水矿物脱水分解为先导的非低限熔融由于熔融过程中不 的体积分数体积 分 数 ?的矿物构成应力 支 撑 构 架其 “”“”( Ji ,他含量少的 矿 物充 填于 这 一 构 架 中间 隙 断地有水分离开体系必然会造成含水矿物率先脱水分解熔 and Xia, 2002; Ji et al. ,2004) 。( 2008 ) 。嵇少丞 等 提出应变弱化即岩 融这也就意味着大陆伸展环境是地壳岩石发生失水熔融 , 石的强度随应变增加而降低从而应变更趋于向大应变的地。 作用的可能构造环境 ( ,) ,。,,,方例如剪切带的中心部位集中造成应变局部化例如 在中下地壳伴随着温压条件的变化岩 石 变 形 与 熔 融 ,华北克拉通岩石圈减薄势必受应变弱化和应变局部化的控 ,,,程度之间具有一定的相关性显然熔体发挥着重要的作用 ,,,。制减薄在时间和空间上不可能是均匀的应变主要集中于 随着熔体比例的增大岩石内部变形将更加剧烈金振民等 。各种级别的剪切带 ( 1997) 认为熔体的存在强化了矿物颗粒边界的滑移和动态 , 本研究中的高温高压实验岩石样品其斜长石的体积分。,重结晶作用随着岩石熔融程度的增大岩石的力学行为将 65% ,,,,数大于 斜长石构成了应力的支撑构架承担了 较 大 的 发生较大的变化在未熔融时岩石表现为单一介质而 当 熔 ,。应变而其他的矿物经受相对较小的应变随机分布的斜长 ,,体从基质中分离出 来 时则称为两相介质其有效粘度值明 ,,石对岩石强度的影 响 不 大而定向分布的斜长石对岩石强 。 显降低 ,,度有明显的影响其他实验条件不变的情况下岩 石 强 度 不 地壳上部 5 :1 0km 深处的岩石一般表现为脆性,而 10 : 15km -。深处一般认为是岩 石 脆韧 性 转 换 区在 受 到 熔 体 ,。Ji et是随温度升 高 而 降 低反 而 是 增 加本研究的结果与 ,-( al,( 2000) 。和异常热的 影 响 时脆韧 性 转 换 带可以变得很浅 何 文 渊 的结果具有相似性 1998) 。我们可以根据组构对变形影响的实验结果推测拆离韧,,等当熔体局部分布时亦 会 促 进岩石的局部化变 。,,,性剪切带中岩石强度的变化在伸展作用过程中由于拆离 形即在中上地壳的拆离断层带内熔体的存在会促进韧性 。,,剪切带成核与发展 作用发生地壳温度升高使得晶体的变形机制发生转变而 ,围压降低以 及伸展环境的存在会导致岩石变形组构的转 。 变如果岩石中矿物组构的方向与所受到的最大主应力的 5. 3 岩石组构对中地壳拆离韧性剪切带的控制作用 ,方向一致或呈小角度相交时岩石强度随着温度增加而明显 ,华北岩石圈减薄的浅部构造响应为地壳拆离表现为广 ,。降低有利于拆离断层发育但是矿物中的组构与所受到的 ,泛分布于华北克拉通不同部位的低角度拆离断层带变质核 ,最大主应力的方向呈大角度相交时矿物晶粒的纵横比的增 。杂岩和断陷盆地研究揭示出华北地区晚中生代岩石圈减 薄 ,,加以及晶粒阻碍基质中细颗粒的位错滑移从 而 增 强 整 个 ,期间发育的拆离断层主要切过中上地壳层次但变质核杂 岩 。,,因此岩石结构 的 变 化 岩石的强度不利于拆离断层发育( Liu et al, ,2005) 。主拆离断层带往往切过中部地壳刘俊 来 ,控制着岩石 强 度 的 变 化进而会直接影响到拆离断层的规 ( 2009) 、 等等通过对晚中生代岩石圈减薄期间地壳的伸展拆、。 ,模产状等这对华北克拉通减薄机制也是一种补充、离与减薄在不同地区的宏观微观构造及地壳流变学等方 面 的研究提出了区域性的伸展作用是岩石圈减薄的主要动 力学 。, 因素大陆中地壳广泛分布着各种条带状非均匀岩石其结 6结论 。构对中地壳拆离断层的形成与中地壳的减薄具有重要 影响 650 :100 0? ,1050 :110 0MPa 通过对温度 压 力 在 条 件 ,岩石圈减薄会导致岩石圈热结构的改变进而促使岩 石圈力 、,下进行的石英闪长岩流变实验样品微观结构熔体分布与成 学与流变学结构发生变化并直接体现在地壳不同层 次岩石 分分析,得出以下认识:。流变性的 变 化 上中地壳原有的组构控制着拆离断 层的发 ( 1) ( 650? ) ,,在低温条件下岩石处于脆塑性转化域长 ,。育而岩石圈的流变强度也受原有组构的控制 ,。石以脆性变形为主而石英和黑云母以位错滑移为主随着 Dell'Angelo and Tullis( 1996 ) 认 为 多 相 矿物组成的岩石 ( 850 :90 0? ) ,,温度的升高岩石以位错蠕变为主角 闪 石 出 ,的流变律与实验条件下多相矿物的变形机制有关微观结构 behavior of rock and edformation mechanism, Geoogica Science andll950 : 1000? ) 。( 现了脱水熔融在高温阶段岩石以位错攀移 Technology Information,17( 3) : 40 ) 45 ( in Chinese),和动态重结晶作用为主大部分的角闪石和黑云母出现不同 Hirth G and Kohlstedt DL, 1995a, Experimental constraints on the 。程度的脱水与部分熔融 dynamics of the p artially molten upper mantle: Deformation in the ( 2) ,,石英闪长岩在高温下伴随角闪石和黑云母脱水样 diffusion creep regime, Journal of Geophysical Research,100: 1981 ) 2001,,品出现部分熔融熔体在空间上和成分上存在差异空 间 分 Hirth G and Kohlstedt DL, 1995b, Experimental constraints on the ,布上熔体主要出现在角闪石和黑云母矿物颗粒的边缘以及 dynamics of the p artially molten upper mantle: Deformation in the dislocation creep r egime, Journal of Geophysical Research,100: ; 角闪石和斜长石共同限定的区域内熔体的成分分布存在不 15441 ) 15450,,均匀性接近角闪石边缘的熔体和黑云母边缘的熔体其 特 Holtzman BK,Kohlstedt DL,Zimmerman ME,Heidelbach F,Hiraga T 、SiO:5 5% ) ; ( 39% 征为低硅铝高铁镁的熔体范围 斜长石 2 and Hustoft J, 2003, Melt segregation and strain partitioning: ,、( SiO:61% 边缘的熔体形成 高 硅 铝低 铁 镁 的 熔 体 范 围 mpcatons for sesmc ansotopy and mante fow, Scence,301 Iliiiiirlli:2 1227 ) 123072% ) 。,处于角闪石和斜长石颗粒中间的熔体其成分间于 Ji SC,Wirth R, Rybacki E and Jiang ZT, 2000, High temperature ,斜长石与角闪石成分之间说明熔体成分受参与熔融的矿物 pastic deformation of quartz-pagiocase mutiayers by ayer-normalllllll 。成分控制实验中出现的非平衡非均匀部分熔融可以解释 compression, Journal of Geophysical Research,105 ( B7 ) : 16651 ) 16664,混合岩中的浅色体与暗色体的成因富硅熔体可以形成富硅 Ji SC and Xia B, 2002, Rheology of Polyphase Earth ,。铝的花岗质岩石而贫硅富铁镁的熔体可以形成基性岩 Materials,M ontreal: Polytechnic International Press,260 ( 3) ,角闪石的脱水熔融程度依赖于样品的 封 闭 条 件处 Ji SC, 2004, A generalized mixture rule for estimating the viscosity of ,,于封闭环境的样品角闪石不易脱水熔融而处于开放环境 sod-qud suspensons and mechanca popetes of poyphase ocs liliiiilrrilrk and composite materias, Journa of G eophysica Research, lll,。时角闪石脱水熔融显著拆离断层带及其附近具备这样的 109: B10207 ,。开放环境有利于角闪石发生脱水熔融 Ji SC,Wang Q,Xia B and MarcotteD , 2004, Mechanical properties of ( 4) ,随机分布的斜长石对岩石强度影响并 不 明 显但 斜 multiphase materials and rocks: A phenomenological approachu sing generalized means, Journal of Structural Geology,26: 1377 ) 1390 ( 90?)长石的长轴方向与最大主应力 方向呈大角度相交 近 Ji SC,ZhongD L,Xu ZQ andX ia B, 2008, Rheology: Structural geology 。会显著强化岩石 的 强 度这意味着岩石组构与主应力方向 and geodynamcs of the pas dscpne, Geotectonca et iillriilii,大角度相交或呈垂直方向时不利于岩石变形和拆离断层的 Metallogenia,32( 8) : 257 ) 264( in Chinese) Jiang X,Zhao ZD,Zhou WG,Xie HS,Gao S and Zhang ,形成反之均匀岩石或岩石组构与最大主应力方向小角度相 BR, 2007,Deh ydration melting at high pressure and high ,,。交有利于岩石的变形容易发育拆离断层 temperaturein block rocks ofQ inling Orogen andi ts implications, Geoscience,21 ( 4 ) : , 在实验样品成分分析测试中北京科技大学曹林教 683 ) 690( in Chnese)i致谢 Jn ZM,Green HW and Zhou , 1994, Met topoogy in patay moten iYllrilll、、授中国科学院地质与地球物理研究所毛骞博士马 玉 光 工 mantle peridotite during ductile deformation, Nature, 372: 164 ; 程师给予了很大帮助樊祺诚研究员对稿件提出了很好的建 ) 167; ,议审稿人对稿件进行了详细评阅提出了建设性的评审意 Jin ZM,Green H,Zhou Y and Jin SY, 1997, Experimental study ont he relationship of melt flow and rheologial strength in upper ,; 见对改善本文有很 大 的 帮 助俞良军博士为本论文发表做 mantle,Sc ience in China ( Series D) ,27( 5) : 401 ) 406( in ; 。了大量工作在此对他们表示诚挚的感谢 Chinese) ohstedt DL, Evans B and Macwe SJ, 1995, Strength of th e Klkll lithosphere: Constraints imposed by laboratory experiments, Journal of Geophysical Research,100: 17587 ) 17602 References Kohstedt DL and Zimmerman ME, 1996, Rheoogy of partiay motenlllllDell'angelo LN,Tullis J and Yund RA, 1987, Transition from dislocation mantle rocks, Annual Review of Earth andP lanetary Sciences,24: creep to met-enhanced diffusion creep in fine-grained granitic l41 ) 62 aggreagates, Tectonophysics,139: 325 ) 332 Kohlstedt DL, 2002, Partial melting and deformation, In: Plastic Dell'angelo LN and Tullis J, 1988, Experimental deformation of partiallyDeformation in Mineras and Rocks, Reviews in Mineraogy and ll melted granitic aggregates, Journal of Metamorphic Geology,6: 495Geochemistry,51: 105 ) 125 ) 515Kohlstedt DL and Holtzman BK, 2009, Shearing melt out of thee arth: Dell'Angelo LN and Tullis J,1996, Textural and mechanical evolutionAn experimentalist's perspective on the influence of deformation on with progressive strain in experimentally deformed a plite,melt extraction, Annual Review of Earth and P lanetary Sciences, 37: 561 ) 93 Tectonophysics,256: 57 ) 82 Dimanov A,Dresen G and Wirth R, 1998, High-temperature creep of Kohlstedt DL,Zimmermann ME and Mackwell SJ, 2009, Stress-driven partay moten pagocase aggregates, Journa of Geophysca met segregaton in partay moten fedspathc rocks, Journa of illllillilliillllilResearch,103( B5) : 9651 ) 9664 Petroleum,49: 1 ) 11 Lin Q and Wu FY, 1993, Experimental study on lbock samples of molten Dimanov A,Wirth R and DresenG , 2000, The effect of emt distribution l granite, Geochemistry,24( 4) : 356 ) 362( in Chinese) on the rheology of feldspar rocks, Tectonophysics,328: 307 ) 327 He WY,Li JH and Qian XL, 1998, Partial melting and rheological Lin Q,Wu FY and Ma R, 1993, Dehydration melting of granite system and its significance, Chinese Science Bulletin,38 ( 13 ) : 1211 ) Liu G and ZhouY S, 2012, Rheology offelsic rocks andr elative effectZhou YS and HeC R, 2001, The rheological experiment of quartz idorite factors, Seismology and Geology,in press( in Chinese with English from Zhoukoudian under high pressure, Chinese Earth Institute of abstract) Annual Physics 2001,Kunming, Kunming: Yunnan Science and Liu JL,G, Davis,Lin ZY and Wu FY, 2005, The Liannan metamorphic Technology Press,271( in Chinese) coe compex, southeastern aonng Povnce, North Chna rlLiirii:A Zhou YS and He CR, 2003, Rheoogy parameters ocf rusta rocks andll ikey contributor to Cretaceousro tation of easternL iaoning,Korea llcrestal rheoligy of North China, Seismology and Geology,25 ( 1 ) : and contiguous area, Tectonophysics,407 ( 1) : 65 ) 80 109 ) 122( in Chinese with English abstract)Liu JL,Ji M,Xia HR,Liu ZH,Zhou YS,Yu XQ,Zhang HY and Zhou YS,He CR,Sang ZN and Jn ZM, 2003, Met characters of aptailril Cheng SH, 2009, Crustal-mantle detachment of the North hi nCa meted gabbro under pastic deformation condition, Chinese Journalll craton in Late Mesozoic: Rheological constraints, Acta Petrologica of Geophysics, 46 ( 4 ) : 482 )487 ( in Chinese with English Sinica,25( 8) : 1819 ) 1829( in Chinese with English abstract) abstract) Mecklenburgh J and RutterE H, 2003, On ther heology of partially molten Zhou YS and HeC R, 2004, The status ocf ontinental lithosphere rheology synthetic granite, Journa of Structura Geoogy,25 ( 10 ) : 1575 llland experiments on creep of rocks aht ig h temperature and hi gh ) 1585pressure, Progress in Geophysics,19 ( 2 ) : 246 )254 ( in Chinese Paquet J and P Francois, 1980, Experimental deformation of partial with English abstract)melted granitic rocks at 600 :90 0? and 250MPa c onfining Zhou YS,He CR and Li HJ, 2008, The effect of emt distribution on the l pressure, Tectonophysics,68: 131 ) 146 rheology of rocks, Earth Science Frontiers,15 ( 3 ) : 273 )278 ( in Paquet J,Francois P and Nedelec A, 1981, Effect opf artial melting on Chinese with English abstract)rock deformations: Experimenta and nature e vidences on rocks o f lZhou YS and He C R, 2009, The rheological structures of crusat n d granitic compositions, Tectonophysics,78: 545 ) 565 mechanics of high-angle reverse afult slip for Wenchuan Ms08. 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