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云南白云石大理岩变形性质的高温高压实验研究

王浩  宋茂双  李建峰  张桂男  邵同宾  王晓宁  王思猛  
【摘要】:本文选择采自云南大理的天然粗粒白云石大理岩(d≈560μm)作为初始样品,利用Paterson气体介质高温高压流变仪在围压100~300 MPa、温度25~1000℃、应变速率10~(-6)~10~(-4) s~(-1)条件下开展了轴向压缩变形实验,厘定出低温晶内塑性和高温位错蠕变两种变形机制。低温晶内塑性机制发生在25~700℃温度条件下,在25℃(室温)时变形样品在显微构造上以突变的波状消光(位错滑移)、少量的力学机械双晶(变形双晶)和沿解理面的微破裂为特征;而在500~700℃时以发育大量密集分布且厚度较小的变形双晶为特征。高温位错蠕变机制发生在温度700℃条件下,以广泛发育平滑的波状消光为特征,伴有一定量的间距较宽、厚度较大的变形双晶,且双晶边界迁移作用明显,同时可以观察到白云石分解形成的细小的矿物颗粒;应变量增大时,沿颗粒边界发生的动态重结晶作用增强,形成细粒的重结晶矿物颗粒。此外,在高温条件下(T≥700℃)随着应变量增大白云石逐渐分解导致有效围压降低和颗粒细化,诱发应变局部化从而形成剪切带,剪切带内由于应变集中双晶滑移、错断、颗粒旋转和细化比剪切带之外更加显著。本研究初步获得了云南白云石大理岩不同温度、压力条件下的流变强度、显微构造演化特征和变形机制的实验数据,为正确认识白云石大理岩在天然变形中的行为提供了实验依据。

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