新疆东准噶尔花岗岩类岩石高温高压弹性波速度及其对地壳结构的约束

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• 责任者：臧春娟中国科学院地球化学研究所地球内部物质高温高压实验室 ; 中国科学院大学 ; 宿州学院地球科学与工程学院 ; 王明梁 ; 刘永刚 ; 唐红峰
• 刊名：地球物理学报
• 出版年：2014
• 卷期：57^b7
• 页码：2099～2112
• 索书号：P260.66/141
• 图表：^c
• 文摘期号：2014/12

摘要

应用超声波反射一透射法，在最高压力为1.0 GPa（室温），最高温度为700℃（1.0 GPa）的条件下对新疆东准噶尔地区的卡拉麦里花岗岩带和野马泉岩体的典型花岗岩类岩石（碱长花岗岩、碱性花岗岩、花岗闪长岩、二长花岗岩和石英闪长岩）的纵波速度（Vp）和横波速度（Vs）进行了测量.结果显示，在常温、压力0.41.0 GPa条件下，东准噶尔地区花岗岩类岩石的Vp和Vs均随压力呈线性增加，说明在这个压力段岩石中的微裂隙已基本闭合.室温、1.0 GPa时花岗岩类岩石的Vp是5.796.84 km·s-1，Vs是3.263.85 km·s-1.依据压力与VP及压力与Vs的线性关系，拟合得到常温常压下花岗岩类岩石的纵波和横波压力系数分别是0.15680.4078 km/(s·（GPa）和0.07220.3271 km/（s·GPa），Vp0和Vs0分别是5.626.47 km·s-1和3.153.75 km·s-1.恒压1.0 GPa、室温到700℃条件下，花岗岩类岩石的Vp和Vs均随温度的升高呈线性降低，温度系数分别为（—3.41-4.96）×10-4km/（s·℃）和（—0.88—3.22）×10-4km/（s·℃）.利用实验获得的花岗岩类岩石的Vp0、Vs0及温度系数和压力系数，结合东准噶尔地区的地热资料，建立了Vp和Vs随深度变化的剖面.将获得的Vp和Vs-深度剖面与该区地球物理探测结果对比，发现东准噶尔地区的碱长花岗岩、碱性花岗岩、二长花岗岩和部分花岗闪长岩的Vp和Vs与该区上地壳速度吻合很好，同时这几种岩石的平均泊松比也与上地壳泊松比一致，因此我们认为这几种类型的岩石是该区上地壳的重要组成部分.另外，石英闪长岩的Vp和Vs均符合中地壳的速度，可能为中地壳中的一种岩石.