高温高压下二辉橄榄岩的阻抗谱实验研究

代立东 李和平 刘丛强 苏根利 崔桐娣 单双明 杨昌君 刘庆友

引用本文:
Citation:

高温高压下二辉橄榄岩的阻抗谱实验研究

    通讯作者: 代立东; 

Experimental Study on Impedance Spectra of Iherzolite under High Temperature and High Pressure

    Corresponding author: DAI Li-Dong
  • 摘要: 在1.0~4.0 GPa压力、1 073~1 573 K温度和10-1~107 Hz频率条件下,利用SARLTON-1260阻抗-增益/相位分析仪,就位测定了二辉橄榄岩的阻抗谱。实验结果表明:二辉橄榄岩的阻抗谱对频率具有很强的依赖性,并从阻抗谱的测试原理(颗粒内部、颗粒边缘、样品与电极间的导电机制)上做出了解释;温度是决定二辉橄榄岩电导率的一个重要物理参数,电导率随着温度的升高而增大,lg 与1/T之间符合Arrenhius关系式;在高压实验中第一次将压力作为测量二辉橄榄岩电导率重要的约束因素,随着压力的增大,电阻率升高、电导率降低。
  • [1] Xu Y S. Laboratory-Based Electrical Conductivity in the Earth's Mantle [J]. J Geophys Res, 2000, 105(B12): 27865-27875.
    [2] Duba A. The Electrical Conductivity of Iherzolite [J]. J Geophys Res, 1993, 98(B5): 11885-11899.
    [3] Morin F J, Oliver J R, Housley. Electrical Properties of Forsterite, Mg2SiO4 [J]. Phys Rev, 1977, 16(10): 4434-4445.
    [4] Will G, Cemic E, Hinze K, et al. Electrical Conductivity Measurements on Olivine and Pyroxenes under Defined Thermodynamic Activities as a Function of Temperature and Pressure [J]. Phys Chem Minerals, 1979, 4: 189-197.
    [5] Cemic L, Will G, Hinze E. Electrical Conductivity Measurements on Olivine Mg2SiO4-Fe2SiO4 under Defined Thermodynamic Conditions [J]. Phys Chem Minerals, 1980, 6: 95-107.
    [6] Omura K, Kurita K, Kumazawa M. Experimental Study of Pressure Dependence of Electrical Conductivity of Olivine at High Temperatures [J]. Phys Earth Planet Inter, 1989, 57: 291-303.
    [7] Zhu M X, Xie H S, Guo J, et al. Impedance Spectroscopy Analysis on Electrical Properties of Serpentine at High Temperature and Pressure [J]. Science in China(Series D), 2000, 30(6): 634-641. (in Chinese)
    [8] 朱茂旭, 谢鸿森, 郭捷, 等. 高温高压下蛇纹石电学性质的阻抗谱分析 [J]. 中国科学(D辑), 2000, 30(6): 634-641.
    [9] Zhu M X, Xie H S, Zhao Z D, et al. Experimental Studies on Electrical Conductivity of the Dabble Ultrahigh Pressure Ecologists at High Temperature and Pressures [J]. Chinese J Geophys, 2001, 44(1): 93-101. (in Chinese)
    [10] 朱茂旭, 谢鸿森, 赵志丹, 等. 大别山超高压榴辉岩高温高压下电导率实验研究 [J]. 地球物理学报, 2001, 44(1): 93-101.
    [11] Wang D J, Li H P, Liu C Q, et al. Experimental Study on Electrical Conductivity of Dunite at High Temperature and Pressure-The Evidence of Electrical Conductivity of Cold Mantle in the Gaize-Lugu Area [J]. Chinese Science Bulletin, 2001, 46(24): 2089-2092.
    [12] Wang D J, Liu C Q, Li H P, et al. Impedance Spectra of Hot, Dry Gabbro at High Temperature and Pressure [J]. Progress in Natural Science, 2002, 12(5): 397-400.
    [13] Wang D J, Li H P, Liu C Q, et al. The Electrical Conductivity of Pyroxenite at High Temperature and Pressure [J]. Chinese Journal of High Pressure Physics, 2004, 18(2): 177-182. (in Chinese)
    [14] 王多君, 李和平, 刘丛强, 等. 高温高压下辉石岩的电导率研究 [J]. 高压物理学报, 2004, 18(2): 177-182.
    [15] Roberts J J, Tyburczy J A. Impedance Spectroscopy of Single and Polycrystalline Olivine: Evidence for Grain Boundary Transport [J]. Phys Chem Minerals, 1993, 20: 19-26.
    [16] Cemic L. Impedance Spectroscopy and Defect Chemistry of Fayalite [J]. Phys Chem Minerals, 1996, 23: 186-192.
    [17] Xie H S, Zhou W G, Liu Y G, et al. Some Experimental Methods for Determining Physical Properties of Materials in the Earth's Interior [J]. Earth Science Frontiers, 2003, 10(2): 357-365. (in Chinese)
    [18] 谢鸿森, 周文戈, 刘永刚, 等. 地球深部物质的某些物性测量方法研究 [J]. 地学前缘, 2003, 10(2): 357-365.
    [19] Xu J, Zhang Y, Hou W, et al. Measurements of Ultrasonic Wave Velocities at High Temperature and High Pressure for Window Glass, Pyrophillite and Kimberlite up to 1400 ℃ and 55 GPa [J]. High Temperature-High Pressure, 1994, 26: 375-384.
    [20] Hirsch L M, Shankland T J, Duba A G. Electrical Conduction and Polaron Mobility in Fe-Bearing Olivine [J]. Geophys J Int, 1993, 114: 36-44.
    [21] Xu Y S, Poe B T, Shankland T J, et al. Electrical Conductivity of Olivine, Wadsleyite, and Ringwoodite under Upper-Mantle Conditions [J]. Science, 1998, 280: 1415-1418.
    [22] Xu Y S, Shankhand T J, Duba A. Pressure Effect on Electrical Conductivity of Mantle Olivine [J]. Phys Earth Planet Inter, 2000, 118: 149-161.
  • [1] 王多君李和平刘丛强易丽苏根利张卫刚许祖鸣 . 高温高压下辉石岩的电导率研究. 高压物理学报, 2004, 18(2): 177-182 . doi: 10.11858/gywlxb.2004.02.014
    [2] 胡海英李和平代立东单双明朱成明 . 高温高压下钠长石的阻抗谱实验研究. 高压物理学报, 2012, 26(4): 382-388. doi: 10.11858/gywlxb.2012.04.004
    [3] 刘在洋王多君李和平郭颖星于英杰 . 高温高压下蛇纹岩电导率的初步研究. 高压物理学报, 2011, 25(2): 147-152 . doi: 10.11858/gywlxb.2011.02.010
    [4] 李丹阳王多君郭颖星 . 1.0 GPa下榴闪岩电导率的研究. 高压物理学报, 2014, 28(2): 152-160. doi: 10.11858/gywlxb.2014.02.004
    [5] 张东梅高春晓黄晓伟李明贺春元郝爱民于翠玲崔晓岩李延春 . 高温高压下相硼的电导率测量. 高压物理学报, 2008, 22(1): 25-29 . doi: 10.11858/gywlxb.2008.01.006
    [6] 王双杰易丽王多君申珂玮韩珂楠 . 高温高压下花岗岩部分熔融时的电导率. 高压物理学报, 2020, 34(5): 051201-1-051201-10. doi: 10.11858/gywlxb.20200502
    [7] 李明杨洁杨伍明王会新李立新高春晓 . 金刚石对顶砧原位电导率测量系统. 高压物理学报, 2012, 26(1): 27-32. doi: 10.11858/gywlxb.2012.01.004
    [8] 刘长财胡海英代立东孙文清 . 压力对纯的和含硫化亚铁的橄榄石电导率影响的实验研究. 高压物理学报, 2019, 33(5): 051201-1-051201-7. doi: 10.11858/gywlxb.20180674
    [9] 于翠玲于清江高春晓刘鲍贺春元黄晓伟郝爱民张冬梅崔晓岩刘才龙 . PbMoO4原位高压拉曼光谱和电导率的研究. 高压物理学报, 2007, 21(3): 259-263 . doi: 10.11858/gywlxb.2007.03.007
    [10] 毕延谭华经福谦赵敏光 . 冲击压缩下金属的电导率测量. 高压物理学报, 2003, 17(1): 1-7 . doi: 10.11858/gywlxb.2003.01.001
    [11] 李明高春晓张冬梅郝爱民贺春元黄晓伟于翠玲邹广田 . 硫化铁的两个电导率相关的相变. 高压物理学报, 2008, 22(1): 43-47 . doi: 10.11858/gywlxb.2008.01.010
    [12] 陈刚李和平苗社强 . 高温高压下榴辉岩和玄武岩热扩散系数的测量. 高压物理学报, 2016, 30(1): 27-31. doi: 10.11858/gywlxb.2016.01.004
    [13] 邢莹莹何涌 . 高温高压合成翡翠的谱学特征初探. 高压物理学报, 2018, 32(6): 061102-1-061102-8. doi: 10.11858/gywlxb.20180545
    [14] 黄晓葛白武明周文戈 . 高温高压下黑云斜长片麻岩的电性研究. 高压物理学报, 2008, 22(3): 237-244 . doi: 10.11858/gywlxb.2008.03.003
    [15] 熊大和 . 氧化镍(绿镍矿)等温压缩及高压相变研究. 高压物理学报, 1991, 5(3): 169-176 . doi: 10.11858/gywlxb.1991.03.002
    [16] 杜勇慧张铁臣苏作鹏崔启良 . 镁橄榄石和顽辉石的高温高压合成. 高压物理学报, 2006, 20(3): 281-284 . doi: 10.11858/gywlxb.2006.03.010
    [17] 苗社强李和平陈刚 . 高温高压下岩石热扩散系数的测量:以玄武岩为例. 高压物理学报, 2014, 28(1): 11-17. doi: 10.11858/gywlxb.2014.01.002
    [18] 张东梅肖宏宇张永胜韩永昊高春晓 . Fe3O4/-CD的高压电学性质研究. 高压物理学报, 2012, 26(6): 661-664. doi: 10.11858/gywlxb.2012.06.010
    [19] 杨礼兵章冠人罗福刘绪发 . 铝靶动态激光反射率的数值模拟. 高压物理学报, 1994, 8(2): 133-140 . doi: 10.11858/gywlxb.1994.02.007
    [20] 罗湘捷丁立业陈江华洪时明周明华罗俊义刘先勇 . 合成人造金刚石的高压腔内电阻率变化研究. 高压物理学报, 1995, 9(3): 218-223 . doi: 10.11858/gywlxb.1995.03.010
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  7269
  • 阅读全文浏览量:  194
  • PDF下载量:  828
出版历程
  • 收稿日期:  2004-06-08
  • 录用日期:  2004-09-20
  • 刊出日期:  2005-03-05

高温高压下二辉橄榄岩的阻抗谱实验研究

    通讯作者: 代立东; 
  • 1. 中国科学院地球化学研究所地球深部物质与流体作用实验室,贵州贵阳 550002;
  • 2. 中国科学院研究生院,北京 100039;
  • 3. 中国科学院地球化学研究所,贵州贵阳 550002;
  • 4. 贵州工业大学,贵州贵阳 550004

摘要: 在1.0~4.0 GPa压力、1 073~1 573 K温度和10-1~107 Hz频率条件下,利用SARLTON-1260阻抗-增益/相位分析仪,就位测定了二辉橄榄岩的阻抗谱。实验结果表明:二辉橄榄岩的阻抗谱对频率具有很强的依赖性,并从阻抗谱的测试原理(颗粒内部、颗粒边缘、样品与电极间的导电机制)上做出了解释;温度是决定二辉橄榄岩电导率的一个重要物理参数,电导率随着温度的升高而增大,lg 与1/T之间符合Arrenhius关系式;在高压实验中第一次将压力作为测量二辉橄榄岩电导率重要的约束因素,随着压力的增大,电阻率升高、电导率降低。

English Abstract

参考文献 (22)

目录

    /

    返回文章
    返回