高温高压下榴辉岩和斜长角闪岩的弹性波速度和衰减的研究

本论文选取了斜长角闪岩和榴辉岩作为实验样品，在压力为1.0-3.0 GPa和温度为室温-1300 ℃的条件下，进行了弹性纵波速度和弹性波衰减的实验研究。实验是在YJ-3000吨压力机上进行的，利用超声脉冲透射的方法，首次获得了在压力大于1.0GPa和温度高于800 ℃的条件下的岩石的声波衰减及其各向异性的实验数据。取得如下主要结论：1．榴辉岩的Vp值随压力的升高而增大，在P < 2.0GPa时，上升的速率较快，表明微裂隙逐渐闭合；当P > 2.0GPa时，上升的速率变慢，且表现出很好的线性趋势，这时测得的纵波速度表明了榴辉岩本征的纵波速度，这与前人的实验结果相同。斜长角闪岩的Vp值随压力的变化与榴辉岩的变化相似，不同的是斜长角闪岩的微裂隙闭合压力为1.5GPa。榴辉岩的Vp的Av_p(％)随压力的升高基本保持不变，而斜长角闪岩的Av_p(％)随压力的升高逐渐增大。2.榴辉岩和斜长角闪岩在1.0-3.0 GPa压力下的Vp值随温度的升高而降低，但Vp值在不同的温度阶段，不同的方向上降低的速率和形式不同。如在1.0GPa压力下，当温度小于500 ℃时，Vp值下降较快，说明温度对纵波速度的影响较小；当T > 500 ℃时，Vp值下降的缓慢，说明榴辉岩内部可能发生了结构和应力状态的变化。斜长角闪岩在升温的初始阶段，Vp缓慢下降，并表现出很好的线性趋势。当T > 647 ℃时，Vp下降的速率增大，线性趋势也较好，当T > 1051 ℃时，Vp下降的速率又变小，且比初始时下降的速率要小。榴辉岩Vp的Av_p(％)值随温度的升高而下降，在不同的压力上其下降的速率不同。如在1.0GPa条件下，Av_p(％)随温度的升高而快速下降；在3.0GPa条件下，Av_p(％)值随温度下降缓慢。而斜长角闪岩的Vp的Av_p(％)随温度的变化较复杂，如在1.0GPa条件下，当T < 647 ℃时，Av_p(％)值随温度的升高缓慢增加，当T > 647 ℃时，Av_p(％)值快速增大，当温度达到922 ℃时，Av_p(％)上升到最大值，此后又随温度而减小。3．榴辉岩和斜长角闪岩的弹性波的Q值随压力的升高而增大，其增大的速率和幅度与Vp值的增大形式相同。榴辉岩的Q值的A_Q(％)随压力而升高，而斜长角闪岩的Q值的A_Q(％)随压力基本保持不变。4．榴辉岩和斜长角闪岩的弹性波的Q值随温度的升高而降低，在不同的压力下其降低的速率不同。如在1.0GPa压力下，Q值降低的速率较大；3.0GPa压力下，当T < 300 ℃时，榴辉岩的Q值快速下降，随后下降的幅度减慢，当T > 700 ℃时，榴辉岩的Q值很低，且减小的幅度很小。斜长角闪岩的Q值随温度的变化在1.0-3.0GPa条件下，Q值很小的幅度和趋势相似：当T < 647 ℃时，Q值下降的缓慢，当647 ℃ < T < 1051 ℃时，Q值快速下降，随后下降速率又变小。榴辉岩Q值的A_Q(％)随温度的升高而降低，在1.0和2.0GPa压力下降低较快；3.0GPa压力下A_Q(％)降低较缓慢。斜长角闪岩Q值的A_Q(％)随温度的升高开始缓慢降低，当647 ℃ < T < 105l ℃时，A_Q(％)快速增大，当T > 105l ℃时，A_Q(％)又降低。