天然花岗岩的脆塑性转化-塑性流变实验研究

摘要

本研究样品采用四川泸定地区的细粒花岗岩,在德国GFZ的Paterson型高温流变仪上开展了轴向压缩和扭转实验研究.样品含有石英36％,钾长石34％,钠长石26％,白云母3％,绿泥石1％.轴向压缩实验条件为300MPa围压、温度800～1050℃、等应变速率10-5s-1.由于实验样品不同程度地出现脆性破裂特征,在900℃温度、围压1atm和100MPa条件下分别进行了轴向压缩实验.在此基础上开展了围压400Mpa、温度950℃、最大扭应变速率1.8×10-5s-1的等应变速率的扭转实验.实验结果显示,随温度升高样品强度降低,随围压增加样品强度增加,岩石强度在剪应力加载条件下明显低于正应力加载条件.显微结构分析表明：初始样品中钾长石发育出溶特征，经过高温（950℃）煅烧发育为微破裂，这种热膨胀微裂隙直接影响后续的样品变形特征。石英、钾长石、钠长石表现出明显的脆塑性转化和塑性变形不同步：在实验温度范围内石英均表现为动态重结晶；钠长石在温度850～900℃时为脆性破裂，在高于900℃时表现为动态重结晶，在高于1000℃时发生了部分熔融；钾长石在850～900℃时出现晶内微破裂，在950~1000℃出现穿晶破裂与塑性变形共存，在高于1000℃出现动态重结晶。