高温高压下几种岩石熔融玻璃的弹性波速

蒋玺 周文戈 谢鸿森 刘永刚 范大伟

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高温高压下几种岩石熔融玻璃的弹性波速

    通讯作者: 蒋玺, xjiang235@163.com

Compressional and Shear Wave Velocities of Rock Glasses up to 2.0 GPa and 1 000 ℃

    Corresponding author: JIANG Xi, xjiang235@163.com ;
  • 摘要: 利用超声波脉冲反射法和透射-反射联合法,测量了压力在0.4~2.0 GPa条件下7种岩石熔融玻璃的纵波波速(vp)和横波波速(vs),并在恒压2.0 GPa下,在0~1 000 ℃和0~730 ℃温度范围内,分别测量了纵波波速和横波波速随温度的变化。结果显示,室温下随着压力的升高,大多数玻璃的vp和全部玻璃的vs异常地降低。异常的波速-压力关系与玻璃中SiO2的含量密切相关,随着SiO2的质量分数从87%降低到52%,玻璃的纵波波速和横波波速对于压力的导数分别从-0.159和-0.114 m/(sPa)升高到0.050和-0.001 m/(sPa)。分析认为,玻璃的波速随压力升高而降低的原因主要与玻璃中SiO2所具有的敞型结构有关。在2.0 GPa压力下,玻璃的波速首先随温度升高而缓慢降低,当达到600~700 ℃后,开始快速下降,设此温度为玻璃的转变温度Tg。根据实验测得的玄武岩玻璃波速,结合上地幔二辉橄榄岩的弹性性质,推测若在上地幔岩石中存在体积分数大于20%的玄武岩质非晶质体,上地幔便可能形成地震波低速层。
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-10-08
  • 录用日期:  2012-04-01
  • 刊出日期:  2013-08-15

高温高压下几种岩石熔融玻璃的弹性波速

    通讯作者: 蒋玺, xjiang235@163.com
  • 1. 贵州大学资源与环境工程学院,贵州贵阳 550003;
  • 2. 中国科学院地球化学研究所地球深部物质与流体作用地球化学实验室,贵州贵阳 550002

摘要: 利用超声波脉冲反射法和透射-反射联合法,测量了压力在0.4~2.0 GPa条件下7种岩石熔融玻璃的纵波波速(vp)和横波波速(vs),并在恒压2.0 GPa下,在0~1 000 ℃和0~730 ℃温度范围内,分别测量了纵波波速和横波波速随温度的变化。结果显示,室温下随着压力的升高,大多数玻璃的vp和全部玻璃的vs异常地降低。异常的波速-压力关系与玻璃中SiO2的含量密切相关,随着SiO2的质量分数从87%降低到52%,玻璃的纵波波速和横波波速对于压力的导数分别从-0.159和-0.114 m/(sPa)升高到0.050和-0.001 m/(sPa)。分析认为,玻璃的波速随压力升高而降低的原因主要与玻璃中SiO2所具有的敞型结构有关。在2.0 GPa压力下,玻璃的波速首先随温度升高而缓慢降低,当达到600~700 ℃后,开始快速下降,设此温度为玻璃的转变温度Tg。根据实验测得的玄武岩玻璃波速,结合上地幔二辉橄榄岩的弹性性质,推测若在上地幔岩石中存在体积分数大于20%的玄武岩质非晶质体,上地幔便可能形成地震波低速层。

English Abstract

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