華南雪峰山地區(qū)新元古代巖石彈性性質(zhì)研究

普騰飛

內(nèi)生金屬礦床成礦機(jī)制研究國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南京大學(xué) 地球科學(xué)與工程學(xué)院，南京 210023

1 引言

巖石的地震波性質(zhì)（VP、VS、波速各向異性）可以解釋地震觀測(cè)資料，綜合研究巖石的地震波速度、密度、孔隙度、泊松比、各向異性、顯微構(gòu)造與區(qū)域構(gòu)造變質(zhì)變形歷史，對(duì)于解釋地殼和上地幔結(jié)構(gòu)、物質(zhì)組成和構(gòu)造演化具有十分重要的意義（Ji et al., 2007；王勤，2007）。地球物理資料解釋具有多解性和不確定性，巖石高溫高壓實(shí)驗(yàn)可以研究與模擬地球內(nèi)部溫壓條件，在高溫高壓條件下，對(duì)巖石的彈性波速進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究能夠?yàn)榈厍蛭锢碣Y料解釋提供重要的指導(dǎo)。

已有研究表明，影響地震波波速的因素有很多，包括巖石的巖性、成分（礦物組成和化學(xué)成分）、密度、孔隙率、孔隙所含流體、圍壓、溫度、風(fēng)化和蝕變、層理面和節(jié)理性質(zhì)（填充物、水、傾向和走向）等（Sharma, 2007）。Birch（1960；1961）采用超聲脈沖透射技術(shù)在活塞—圓筒實(shí)驗(yàn)裝置中,分別對(duì)常溫、0.1~1.0 Gpa 壓力范圍內(nèi)70 多種巖石（主要是巖漿巖和變質(zhì)硅酸巖，從蛇紋巖和花崗巖到富鐵的純橄欖巖和榴輝巖）縱波速度進(jìn)行了測(cè)量，發(fā)現(xiàn)在0.3~0.4 GPa 壓力范圍, 巖石的波速隨壓力呈非線性快速增長(zhǎng), 當(dāng)壓力超過0.4 GPa后, 巖石的波速隨壓力呈線性緩慢增長(zhǎng)，認(rèn)為初始速度隨壓力的快速增加是由于孔隙空間的閉合，并在1961 年對(duì)250 個(gè)巖石樣品做了進(jìn)一步地震波性質(zhì)測(cè)量，認(rèn)為波速受孔隙度、蝕變、礦物各向異性和礦物組成等的影響。彈性各向異性是殼幔巖石重要的特征，地殼淺部巖……