不同含Fe量硅酸盐玻璃的制备及其物理性质的研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 张新 |
| 学位类别 | 硕士 |
| 答辩日期 | 2014 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 刘永刚 |
| 关键词 | 超低速带 硅酸盐玻璃 熔体 静高压 动高压 |
| 学位专业 | 矿物学、岩石学、矿床学 |
| 中文摘要 | 地球形成至今已有46亿年的历史，形成了目前的岩石圈、地幔和地核三大层圈结构。在地幔的底部，有一个特殊圈层，其波速、密度、温度以及化学组分等多个方面，均表现出强烈的不均一性，这个特殊圈层被称之为地幔底层。地幔底层由具有高地震波速和高密度的D’’区和超低速带（ULVZ）组成。ULVZ纵向尺度达5~60 km，横向尺度达200~300 km，横波波速（Vs）最大下降了30%，纵波波速（Vp）最大下降了10%，密度异常达10%。对这样一个特殊的地带，其形成机制、成分和状态有不同推测。 一方面在地球深部极端高温高压条件下，地球深部物质有可能发生部分熔融作用，使地球内部固态物质部分转变为液态的硅酸盐熔体。因而推测这种岩浆熔体有可能与核幔底层ULVZ的形成有关。另一方面核幔边界是地幔底层和液态含Fe外核发生反应的场所，因而推测ULVZ极有可能含Fe，且有不少数据证明Fe可以导致地震波速下降。那么ULVZ是否由含Fe硅酸盐岩浆熔体组成，还有待证明。虽然可以直接观察和研究地表附近喷出的岩浆，但要深入了解核幔边界处的温度和压力对岩浆性质的影响，还必需借助于实验室的手段来进行测量和约束。 受一般实验条件限制，直接的熔体测量实验仍有一定难度。由于玻璃与熔体在结构及物理化学性质上的相似，使得硅酸盐玻璃被广泛用来代替岩浆熔体进行研究。另外，近几十年来，随着动高压技术在地学上的应用，能在实验室中模拟出地表至地核各层圈的压力和温度，再配合其它各类测试仪器，使得原位测量和观察岩石熔体也成为可能。 本论文工作首先在实验室制成一批不同含Fe量的玻璃样品，然后在常压下测量了样品的弹性波速和密度，获得其弹性性质，并讨论了Fe在硅酸盐玻璃结构中的重要作用。接着利用六面顶压机在静水压环境中，对硅酸盐玻璃的高温高压条件下的声速进行了测量，并据声速和常压下密度数据推导了高压下的密度和泊松比，进一步讨论了Fe在硅酸盐玻璃结构中的特殊作用和对玻璃性质的影响。最后为动高压实验准备了样品，计划日后进行动态高压物性测量实验，最终获取一条完整温度压力（常压至135 GPa）线上含Fe硅酸盐玻璃（熔体）的热力学参数，建立相应的非晶态物质状态方程。以此为依据，对地幔条件下熔体的物性与现有地球物理探测到ULVZ的弹性波速变化关系，热力学状态以及ULVZ与超级地幔柱物质上涌的重力分异关系等重大的地球科学问题做出探讨。 |
| 学科主题 | 地球深部物质与流体作用地球化学 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2016-12-26 |
| 源URL | [http://ir.gyig.ac.cn:8080/handle/352002/5910]  |
| 专题 | 地球化学研究所_研究生_研究生_学位论文 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 张新. 不同含Fe量硅酸盐玻璃的制备及其物理性质的研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2014. |
入库方式： OAI收割
来源：地球化学研究所
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