高温高压下岩石部分熔融及熔体形态学研究

熔体形态学作为现代岩石学的前沿领域之一，其主要研究矿物颗粒之间熔体形态特征、连通性以及与周围矿物的相互作用关系。该学科在我国还不被广大地学工作者所熟悉。本论文以斜长角闪岩为初始物料，在850-1100℃和2.0-4.0 GPa条件下，进行了岩石的部分熔融实验，并对作为实验产物的熔体进行了形态学方面的研究。同时就目前形态学研究的基础理论和实验方法作了初步介绍。 利用YJ－3000吨六面顶高压装置，我们以天然的块状斜长角闪岩为样品，在高温高压条件下进行了斜长角闪岩的脱水部分熔融实验，测量了熔体与矿物相接触时所形成的二面角。结果表明： 1、熔体的形态分布与熔融程度具有明显依赖关系，当熔融程度小于5%时，熔体被矿物颗粒分隔开来，以熔块的形式相互独立；当熔融程度大于5%时，薄膜状或管状熔体沿矿物颗粒边缘形成一个相互连通的熔融网络。 2、当熔体相互隔离时，二面角平均值大于60°；当熔体相互连通时，二面角平均值小于60°。在熔体相互连通的测量实验中，英安质和安山质成分的熔体与石榴子石的二面角分布在56－58°之间，与单斜辉石的二面角分布在50－53°之间。 3、根据界面化学理论推导表面张力和界面能的最小化是推动熔体连通的两个驱动力。 4、二面角大小受体系温度、压力及物质组成等物理化学条件的影响，随着温度升高，固－液界面的表面张力减弱，二面角减小，熔体越容易相互连通。 5、通过对二面角的原位测量，不仅可以判断熔体的相互连通性，还能反演熔体的熔融过程。