稻田花岗岩中的流体包裹体及由其导致 高温条件下微小裂纹的形成

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1、第22卷第6期岩石力学与工程学报22(6)：899～9042003年6月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringJune，2003稻田花岗岩中的流体包裹体及由其导致高温条件下微小裂纹的形成1232林为人铃木舜一高桥学松木浩二123(海洋科学技术中心横须贺237-0061日本)(东北大学地球工学系仙台980-8579日本)(产业技术综合研究所筑波305-8567日本)摘要几乎在所有花岗岩的石英及长石中都含有很多流体包裹体。通过常温及高温显微镜观察，查明了

2、稻田花岗岩中流体包裹体的初始分布状态，并发现在高温条件下，由于流体包裹体的爆裂而导致花岗岩中微小裂纹的形成。在标准大气压条件下测定了流体包裹体的爆裂温度，研讨了其形状、尺寸、均质化温度等因素对爆裂温度的影响，并根据形态观察掌握了裂纹形成的基本规律。这些特征对于各类花岗岩具有一定的普遍性，能为掌握花岗岩在高温条件下的物理及力学性质提供重要的基础数据，对于高放射性核废料地下深部处理等工程问题具有较大的参考价值。关键词岩石力学，花岗岩，流体包裹体，高温爆裂，微小裂纹分类号TU45文献标识码A文章编号10

3、00-6915(2003)06-0899-06FLUIDINCLUSIONSANDTHERMALMICROCRACKINGININADAGRANITE1232LinWeiren，SuzukiShunichi，TakahashiManabu，MatsukiKoji1(DeepSeaResearchDepartment，JAMSTEC，Yokosuka237-0061Japan)2(DepartmentofGeosciensesandTechnology，TohokuUniversity，Sendai

4、980-8579Japan)3(ResearchCenterforDeepGeologicalEnvironments，AIST，Tsukuba305-8567Japan)AbstractBydirectmicroscopicobservationsofthinsectionofInadagraniteintheheatingprocess，decrepitationtemperatureoffluidinclusionsinquartzandfeldsparwasdeterminedtobein

5、arangefrom170℃to550℃，andthermalmicrocrackingduetothedecrepitationofthefluidinclusionswasascertained.Additionally，microstructuralfeaturesofthemicrocracksinducedbythedecrepitation，suchasthelength，theorientationofthemicrocracks，wereinterpreted.Itislikely

6、thatthereistheuniversalitywithrespecttothebasiccharacteristicsofthedecrepitationofthefluidinclusionsinallgranites.Keywordsrockmechanics，granite，fluidinclusion，high-temperaturedecrepitation，microcracking称为次生包裹体。几乎所有的花岗岩中都包含有很1前言多流体包裹体，通常，它们存在于石英和长石之中。花

7、岗岩中最大的流体包裹体有数十微米，一般流体包裹体是存在于矿物结晶中的、内含流体只有数微米，小的不足1μm。大部分包裹体内的流[1]的封闭微小孔隙。流体包裹体形成于矿物结晶的体在常温条件下呈以液体为主的气、液两相性；而成长过程或者是结晶中微小裂纹的愈合过程。根据当温度逐渐升高时，由于封闭空间内的液体的体积形成时期的不同，前者被称为原生包裹体，后者被膨胀而导致气体部分的不断缩小。当温度到达一定2002年7月31日收到初稿，2002年9月30日收到修改稿。作者林为人简介：男，40岁，博士，1992年毕业

8、于日本东北大学资源工程专业，现主要从事岩石力学试验研究方面的工作。•900•岩石力学与工程学报2003年程度时，气体部分完全消失，此时的温度被称为均裹体的形状、尺寸、均质化温度等因素对爆裂温度质化温度。如果温度继续升高，包裹体内的流体压力的影响。就会急剧增高，当其达到矿物的强度时，流体包裹体就会破裂并在矿物晶粒内产生微小的裂纹。这种2流体包裹体和裂纹的初始分布现象被称为爆裂，而此时的温度则被称为爆裂温度。在高放射性核废料的地下深部处理、地热开发本文所选用的稻田花岗岩在日本作为岩石力