刘永刚
- 作品数：37 被引量：85H指数：6
- 供职机构：中国科学院地球化学研究所更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中国科学院知识创新工程重要方向项目国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：天文地球理学一般工业技术建筑科学更多>>
- 高压下岩石弹性波速度几种测量方法的比较实验研究被引量：6
- 2002年
- 在高压高温条件下测量岩石弹性波速是获得岩石在地球内部的各种力学和热力学数据的主要途径,也是研究地球内部物质结构和组成的重要手段.近年来,用固体作为传压介质的高压高温岩石弹性波速测量方法发展较快,然而目前各个实验室在高温高压条件下所测量出的岩石弹性波数据,还没有进行过严格的对比.为了对比各实验室的实验测量结果,对3种测量方法进行了比较实验研究,并与流体传压介质透射法的测量结果进行了对比.实验表明,3种测量方法在其适用压力范围内的测量结果都能相互对比.其中Kern所使用的六面体样品脉冲透射法适用于压力温度较低的地壳类岩石样品的测量.柱状样品脉冲反射-透射法在适用压力范围、加热温度和测量精度方面均有一定优势.柱状样品脉冲透射法虽然在压力较低时测量精度较低,但样品长度大,组装简便,适用于样品量大,要求压力较高的实验.因此在实际应用中,后两种方法可进行相互校正和相互补充.
- 谢鸿森周文戈刘永刚郭捷侯渭赵志丹
- 关键词：弹性波速岩石高温高压测量方法
- 水及其高压相的研究进展
- 2006年
- 人们通过喇曼光谱、红外光谱、X射线衍射、中子散射、Brillouin散射等各种方法,在各种条件下(如低温、高温、高压)研究了水的结构性质和相行为.Okhulkov等对常温液态水的能量散射X光衍射(EDXD)研究发现,在0.1～200 MPa,水分子间的OO间距rO-O随压力的升高而减小;之后,rO-O随着压力升高而增大,在400～500 MPa时达到初始最大值;然后,随压力的升高而减小.A.KSoper等通过中子衍射研究发现,液态水与冰一样,也有多形现象.
- 范大伟周文戈谢鸿森刘永刚蒋玺
- 关键词：高温高压相态
- 高压下碳化钨压砧走时的测量被引量：2
- 2000年
- 在常温、实验压力为 0～ 3GPa条件下 ,利用脉冲反射法测量了纵波在碳化钨压钻中的走时 ,结果发现 ,随实验压力升高 ,碳化钨压砧的走时线性减少。碳化钨压砧被压缩是引起碳化钨压砧的走时减少的主要原因。实验压力 (p/GPa)与碳化钨压砧走时减少量 (Δt/μs)之间的关系为 :Δt=0 .0 2 2 33(± 0 0 0 0 81)p。运用这个关系式可以对所测量的岩石弹性波速度进行校正 ,以获得更为精确的岩石弹性波速度。
- 周文戈谢鸿森刘永刚郭捷许祖鸣
- 关键词：走时弹性波速岩石
- Ⅰa型褐色金刚石高温高压改色研究进展被引量：5
- 2014年
- Ⅰa型金刚石是世界上最重要的金刚石种类,约占金刚石总量的98%。利用大腔体压机通过优化温度、压力和时间等因素改善工业用途的Ⅰa型褐色金刚石的体色,是提高其经济价值并满足日益加剧的彩色金刚石市场需求的重要技术手段。但由于受金刚石原料的来源及实验技术条件的限制导致国内高温高压环境下对褐色金刚石的改色处理进展缓慢,并且改色后的金刚石很难达到宝石级别。本文对自20世纪60年代以来国内外对Ⅰa型金刚石高温高压(HTHP)改色处理的研究及所取得的成果进行了总结。已有的研究显示,在伴有塑性变形的基础上,不同结构的杂质氮是主要的致色元素。根据高温高压环境下Ⅰa型褐色金刚石内部杂质氮反应原理以及动力学机理,提出只要设计合理的样品组装方式以及恰当的改色处理所需的温压条件,我国普遍使用的六面顶压机同样具备对Ⅰa型褐色金刚石进行商业化改色处理的潜力。
- 常娜刘永刚谢鸿森
- 关键词：高温高压实验六面顶压机
- 中国东部大别苏鲁造山带壳内低速高导异常成因探究被引量：1
- 2021年
- 地震学和大地电磁研究表明,中国东部大别苏鲁造山带壳内广泛存在低速高导异常.本文首次较系统地梳理了前人针对大别苏鲁造山带开展的地震学和大地电磁观测结果以及岩石矿物波速和电导率的高温高压实验结果,建立了岩石波速、电导率随深度变化的模型,探究了大别苏鲁造山带壳内低速高导异常的可能成因以及形成的基本条件.大别苏鲁造山带壳内低速高导的成因复杂多样,主要有:含水矿物模型、部分熔融模型、高电导矿物模型、各向异性模型、含盐流体模型和名义无水矿物模型等.我们认为普遍低热流的大别造山带中下地壳的低速异常层和高导异常可能与波速各向异性明显的成岩矿物有关,高导异常可能与电性各向异性明显的成岩矿物有关.普遍高热流的苏鲁造山带中上地壳的低速异常可能与含水矿物脱水熔融和波速各向异性较大的成岩矿物有关,下地壳的低速异常可能是高压变质岩中角闪岩相退变质作用的结果;而下地壳的高导异常可能与含水矿物脱水以及名义无水矿物中的结构水有关.以上结论对于我们深入认识大别苏鲁造山带壳内物质组成、地质作用以及地球内部动力学过程具有重要意义.
- 余阳张宝华刘永刚
- 关键词：高温高压实验波速电导率
- 2.0GPa块状斜长角闪岩部分熔融——时间和温度的影响被引量：14
- 2005年
- 利用多顶砧压机, 以青藏高原北喜马拉雅构造带的天然斜长角闪岩为样品, 在2.0 GPa, 800～1000℃条件下进行了两个系列的块状样品脱水部分熔融实验: (1) 保持压力p = 2.0 GPa, 加热时间t = 12 h不变, 改变温度(800℃～1000℃)的实验; (2) 保持压力p = 2.0 GPa, 温度T = 850℃不变, 改变加热时间(12～200 h)的实验. 结果表明, 2.0 GPa, 加热12 h的条件下, 随温度升高, 斜长角闪岩中依次生成了石榴石、熔体和单斜辉石, 熔体的成分呈英云闪长质-花岗闪长质-英云闪长质的演化趋势. 2.0 GPa, 850℃条件下, 随加热时间增加, 斜长角闪岩中依次生成了石榴石、熔体和单斜辉石, 熔体的成分由英云闪长质向花岗闪长质演化.当块状岩石样品中熔体体积百分比的含量达到5%时, 熔体已经相互连通.温度大于850℃的条件下生成的熔体其粘度在104 Pas量级, 已经满足了在地质时间尺度上熔体分凝形成岩浆的粘度要求. 因此, 可以认为在增厚地壳的下部, 斜长角闪岩的脱水部分熔融可以形成英云闪长质-花岗质岩浆.
- 周文戈谢鸿森刘永刚郑小刚赵志丹周辉
- 关键词：斜长角闪岩部分熔融北喜马拉雅花岗质岩浆熔融实验云闪
- 室温高压下天然锡石状态方程研究被引量：1
- 2005年
- 利用金刚石压腔同步辐射X射线就位衍射技术,在室温、最高压力达13 GPa条件下,对采自云南个旧锡矿的天然锡石做了X衍射测量。结果表明,在实验压力范围内锡石未发生相变,其晶胞参数随压力增大而逐渐减小。与前人合成锡石实验结果相比,本次实验测定的晶胞参数偏大。由Birch状态方程对实验结果p-V进行最小二乘法拟合,得出锡石的KT(0)=228 GPa。分析认为,在天然矿物晶体中,Zr对Sn的类质同象置换是晶胞参数偏大的主要原因。
- 蒋玺周文戈刘永刚谢鸿森张欢刘景马麦宁李晓东李延春
- 关键词：锡石晶胞参数类质同象
- 地球深部物质的某些物性测量方法研究被引量：12
- 2003年
- 文中介绍了地球深部物质实验室近 2 0年来开展高温高压下地球深部物质物性实验研究过程中 ,在测量方法方面的进步和应用情况。这些测量方法包括了高温、高压下弹性的超声测量方法、高温高压下电性的测量方法、高压差热分析法和高压下热学Gr櫣ｎｅｉｓｅｎ参数的测量方法诟呶赂哐瓜卵沂涂笪锏牡猿饬恐?,我们由超声脉冲透射方法改进为超声脉冲透射反射法 ,克服了样品室中压力和温度梯度对样品的影响。在高温高压下岩石和矿物的电学性质测量中 ,我们由直流法发展为阻抗谱法 ,不仅克服了样品极化对测量结果的影响 ,还可以获得离子在溶液中的多种物理化学参数 ,以及监测含水矿物在高温高压下的脱水动力学特征。在固体传压介质中建立的高压热学Gr櫣ｎｅｉｓｅｎ参数的测量方法 ,由于升压速率比较小且叶蜡石在高压下的热导系数增大 ,其测量结果需要进行校正 ,其测量方法有待进一步改进。
- 谢鸿森周文戈刘永刚郭捷侯渭
- 关键词：地球深部物质电性压力梯度温度梯度矿物岩石
- 高温高压下几种岩石熔融玻璃的弹性波速(英文)被引量：1
- 2013年
- 利用超声波脉冲反射法和透射-反射联合法，测量了压力在0．4～2．0GPa条件下7种岩石熔融玻璃的纵波波速（us）和横波波速（us），并在恒压2．0GPa下，在0～1000℃和0～730℃温度范围内，分别测量了纵波波速和横波波速随温度的变化。结果显示，室温下随着压力的升高，大多数玻璃的V。和全部玻璃的us异常地降低。异常的波速-压力关系与玻璃中SiO2的含量密切相关，随着SiOz的质量分数从87％降低到52％，玻璃的纵波波速和横波波速对于压力的导数（δvp／δp和δvs／δP）分别从-0．159和-0．114扯m／（S·Pa）升高到0．050和-0．001弘m／（s·Pa）。分析认为，玻璃的波速随压力升高而降低的原因主要与玻璃中SiO2所具有的敞型结构有关。在2．0GPa压力下，玻璃的波速首先随温度升高而缓慢降低，当达到600～700℃后，开始快速下降，设此温度为玻璃的转变温度Tg。根据实验测得的玄武岩玻璃波速，结合上地幔二辉橄榄岩的弹性性质，推测若在上地幔岩石中存在体积分数大于20％的玄武岩质非晶质体，上地幔便可能形成地震波低速层。
- 蒋玺周文戈谢鸿森刘永刚范大伟
- 关键词：高温高压纵波波速横波波速低速层
- 1.0GPa、高温下岩石熔融玻璃的弹性波速测量及其地球物理意义被引量：5
- 2007年
- 利用超声波反射法,在1.0GPa、最高温度分别达900℃和730℃条件下,测量了岩石成分从酸性到基性的7种熔融玻璃的纵波波速(vp)和横波波速(vs)随温度的变化。实验过程证明,高压下升温过程中样品被压缩导致了样品中弹性波走时减少,而降温过程中样品长度基本保持不变。结果显示,1.0GPa下,随实验温度升高,不同成分玻璃的vp首先以-0.2×10-3km.s-1.℃-1到-0.7×10-3km.s-1.℃-1不等的速率缓慢降低,而其vs多以-0.1×10-3km.s-1.℃-1速率随温度升高而降低。当温度高于玻璃转变温度(Tg)后,玻璃的vp开始以-0.8×10-3km.s-1.℃-1到-3.6×10-3km.s-1.℃-1不等的速率快速下降。根据玻璃vp随温度变化速率的改变,拟合出这几种玻璃的转变温度从584℃到654℃。由实验获得的玻璃波速,利用Voigt-Reuss-Hill(VRH)平均计算出下地壳岩石中玻璃的存在将降低岩石的波速,并由此为下地壳低速层提出一种新的解释,即非晶质体的存在可能在下地壳形成地震波低速层。
- 蒋玺谢鸿森周文戈刘丛强刘永刚范大伟万方
- 关键词：高温高压弹性波速
