High temperature deformation of natural basalt samples from Wangjiadashan, Shandong Province
Year: 2025
Type: article
Abstract: 本文选用采自山东昌乐地区王家大山的玄武岩作为初始样品，利用Paterson气体介质高温高压流变仪在围压~300MPa、温度973~1173K、应变速率5×10-6s-1~4×10-5s-1的实验条件下开展了轴向压缩变形实验(应变量≤15%)，以探究玄武岩的高温流变行为。傅里叶变换红外光谱仪分析测得变形前后样品都是含水的，说明玄武岩在实验过程中发生含水条件下的变形。应力-应变曲线表明玄武岩发生宏观塑形变形；样品稳态(或接近稳态)流变差应力介于41~427MPa之间，且随应变速率降低和温度升高而减小，遵守幂律流变方程。当温度≥1073K时，应力指数(n)=3.6±0.3，活化能(Q)=340±34kJ/mol；当温度≤1023K时，n=5.9±0.8，Q=259±23kJ/mol。显微结构观察发现：变形后样品以基质斜长石普遍发育形状优选定向(SPO)为最显著特征，可识别出基质斜长石发育波状消光和膝折等晶内变形显微证据；低温(≤1023K)高应力(>300MPa)样品中基质斜长石、单斜辉石发育微裂隙，并可见沿微裂隙的滑移错动，表明脆性破裂承担了部分应变量；温度≥1023K的样品中发生脱水引起部分熔融，在淬火熔体中可见细粒的重结晶角闪石生成，但由于熔体含量较低似乎对玄武岩的流变行为影响不明显。本文报道的含水条件下的玄武岩流变数据与前人报道的辉绿岩数据一起，可以为构建不同水含量的大陆下地壳(大洋洋壳)流变强度剖面提供支持，也可以为理解洋壳变形、下地壳流动和拆沉等重要构造过程提供流变学证据。
Source: Acta Petrologica Sinica
Language: English
Subfield: Geophysics
Field: Earth and Planetary Sciences
Domain: Physical Sciences
Open Access status: hybrid
OpenAlex ID: W4408979930