黑云斜长片麻岩电导率研究.pdf

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1、第36卷第3期地震地质Vo1．36．NO．32014年9月SEISMOLOGYANDGEOLOGYSept．，2014doi：10．3969／j．issn．0253—4967．2014．03．027黑云斜长片麻岩电导率研究郭颖星''。王多君'。’李丹阳'陈小斌1)中国地震局地球物理研究所，北京1000812)中国科学院计算地球动力学重点实验室，北京1000493)中国科学院大学地球科学学院，北京1000494)中国地震局地质研究所，北京100029摘要在压力为1．0GPa、温度为400～1073K条件下，用交流阻抗谱法研究了采自山东泰山的黑

2、云斜长片麻岩平行及垂直面理方向的电导率。在实验温度范围内，黑云斜长片麻岩实验样品电导率的对数值为一6．0～0．5S／m，满足Arrhenius方程。电导率在平行面理方向比垂直面理方向高出约1个数量级。平行面理方向样品电导率分别在第3轮升、降温过程中的881～1040K之间出现1个明显的电导率突变过程，这可能与黑云母的脱水有关。在低温段，垂直及平行面理方向样品的活化焓分别为0．43和0．49eV，在高温段则分别为3．40和1．53eV。将该实验电导率结果与华东地区大地电磁结果进行对比发现，在中下地壳范围内，该实验结果部分位于大地电磁结果范围内

3、，说明黑云斜长片麻岩可能是组成这一地区中下地壳的候选岩石之一。关键词高温高压电导率黑云斜长片麻岩中图分类号：P313文献标识码：A文章编号：0253—4967(2014)03—0907—11O引言鲁西地区是华北克拉通保留相对较好的地区，在长达3000Ma的地质历史中，前后经历了约3次克拉通化(宋明春等，2001)。王世进等(2012)认为新太古代早、中、晚期岩浆活动分别形成了这一区域2700Ma的英云闪长质片麻岩、2660Ma的片麻状奥长花岗岩和花岗闪长岩以及2560～2500Ma的中基性一中酸性侵入岩。这一地区的地质构造及岩性结构如图1所

4、示。由于该地区地质历史十分漫长，地质活动较为复杂，因此，对这一地区的研究已经越来越受到地质学家的关注。关于这一地区地球物理方面的研究，前人做了大量的工作，例如，肖骑彬等(2008)研究了苏鲁造山带及其邻区深部的电性结构，叶高峰等(2009)给出了郯庐断裂带附近大地电磁结果模型。高温高压下地球深部物质的物理性质对于制约野外地球物理测量结果解释至关重要(朱茂旭等，2001；Wangeta1．，2008，2010，2012)，但是对于这一地区岩石矿物高温高压下电学性质[收稿日期]2013—06—06收稿，2013-08—27改回。[基金项目]中国

5、科学院、国家外国专家局创新团队国际合作伙伴计划(KZZD—EW—TZ19)、中国地震局地质研究所基本科研业务专项(IGCEA1005)、国家自然科学基金(41074063)和中国科学院知识创新工程重要方向项目(KZCX2一Yw—QN608)共同资助。通讯作者：王多君，教授，E-mail：du0junwa“g@hotmail．com。908地震地质囡-口z圆s图_s_l，s口10图1鲁西泰山地区地质简图(改自王世进等，2012)Fig．1ThegeologicalmapofTaishanregion，WesternShandong(modif

6、iedfromWANGShi一neta1．，2012)．1新太古代早期泰山岩套(条带状)英云闪长质片麻岩；2新太古代中期新甫山岩套上港片麻状奥长花岗岩；3新太古代晚期傲徕山岩套二长花岗岩；4新太古代晚期峰山岩套TTG岩；5新太古代晚期红门岩套闪长岩；6新太古代中期黄前组合角闪石岩；7新太古代早期万山庄组合变辉长岩；8泰山岩群；9沉积盖层；10断层的研究，到目前为止却鲜有报道，从而在一定程度上制约了对大地电磁资料的解释。位于本区新太古代早期泰山岩套英云闪长质片麻岩带的黑云斜长片麻岩，是中下地壳广泛分布的主要岩石类型，具有典型的片麻状构造和鳞片

7、变晶结构，主要由斜长石、石英和黑云母组成。对于片麻岩，前人做过一定的研究，Fuji．ta等(2007)在0．2，0．5，1．0GPa，0．01Hz及600～1000K温度条件下测量了采自Higo变质带地区的片麻岩平行及垂直面理方向的电导率，认为在测量之前需对样品进行多次加热冷却循环处理且在实验的最高温度下恒定一段较长的时间才能测量到稳定的电导率。于英杰等(2011)在1．0GPa压力、343～962K温度和10‘。～10。Hz频率的条件下，对含角闪石片麻岩从平行和垂直面理2个方向分别进行了电阻抗的测定，分析了片麻岩的微观导电机制。黄晓葛等(

8、2008)对采自阴山造山带的太古代黑云斜长片麻岩垂直于样品片麻理方向进行了电导率的研究，认为天然黑云斜长片麻岩在高压下的电传导可能是受到颗粒内部和颗粒边界共同参与的混合传导机制控