片麻岩热导率和热扩散系数的高温高压实验研究

熊自励 张宝华 刘红梅

熊自励, 张宝华, 刘红梅. 片麻岩热导率和热扩散系数的高温高压实验研究[J]. 高压物理学报. doi: 10.11858/gywlxb.20251076
引用本文: 熊自励, 张宝华, 刘红梅. 片麻岩热导率和热扩散系数的高温高压实验研究[J]. 高压物理学报. doi: 10.11858/gywlxb.20251076
XIONG Zili, ZHANG Baohua, LIU Hongmei. High-Temperature and High-Pressure Experimental Study on the Thermal Conductivity and Thermal Diffusivity of Gneiss[J]. Chinese Journal of High Pressure Physics. doi: 10.11858/gywlxb.20251076
Citation: XIONG Zili, ZHANG Baohua, LIU Hongmei. High-Temperature and High-Pressure Experimental Study on the Thermal Conductivity and Thermal Diffusivity of Gneiss[J]. Chinese Journal of High Pressure Physics. doi: 10.11858/gywlxb.20251076

片麻岩热导率和热扩散系数的高温高压实验研究

doi: 10.11858/gywlxb.20251076

High-Temperature and High-Pressure Experimental Study on the Thermal Conductivity and Thermal Diffusivity of Gneiss

  • 摘要: 片麻岩作为大陆地壳古老基底的代表岩石类型,其热输运特性对揭示岩石圈热结构及构造演化具有重要科学意义。采用瞬态平面热源法,首次在高温(300~1073 K)和高压(1.0 ~ 3.0 GPa)条件下同时测量青藏高原东南缘云南大理前寒武纪变质基底片麻岩的热导率和热扩散系数。实验结果表明,热导率和热扩散系数均随着温度升高而降低,揭示了片麻岩的传热机制为声子导热,其中声子散射是导致热导率和热扩散系数降低的主要机制;温度超过 950 K 时,声子散射的饱和效应使得片麻岩的热导率和热扩散系数不再降低而趋于稳定。经验公式拟合表明,压力对片麻岩热输运性质有明显的促进作用,呈线性正相关。此外,根据实验结果推测大陆的中-下地壳可能具有一致的热传导能力((2.0 ± 0.3) W/(m•K))。基于实验数据构建的岩石圈热结构模型显示,研究区莫霍面(44 km)的温度为1030~1210 K,岩石圈厚度为65~95 km,呈现出明显的梯度变化。结合脆-韧性转换带温度-深度关系,限定了该区域强震震源深度在11~23 km区间,为青藏高原东南缘构造变形机制及地震危险性评估提供了新的热动力学约束。

     

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  • 网络出版日期:  2025-05-27

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