综合物性分析研究室
主任: 侯泉林
成员: 吴春明 琚宜文 王多君 马麦宁 赵桂萍 刘 庆
定位:
    该研究室深入研究地球内部不同层圈的物质成分及其物理性质、化学性质、热力学性质,探讨这些物质的成因、演化、变形;探讨地球深部的物质结构和动力学过程的整体演化;借助野外地质等天然实验室,研究不同深度不同层次的天然岩石的变形与破裂规律。为数值模拟研究提供基础科学数据,以及检验模拟结果的约束条件。研究手段方、方法和对象为借助于各种实验手段,如高温高压设备、压机、电子探针、质谱仪、红外光谱、拉曼光谱等测试分析手段,来研究地球内部不同深度代表性矿物岩石的物理化学性质,如应变速率、波速、密度、热传导、电导率、粘性、流变性、热力学参数、相图、元素的扩散系数、分配系数等物性参数。该室的目的和作用是获得各种矿物岩石基本的物理化学参数,不仅可以核查和补充地表的观测资料,来为地球物理的观测结果的解释提供实验依据,还可以作为推论人们无法观测的深部地质过程的有力证据。此外,这些基本的物理化学参数也是大规模计算的前提条件。
成果:
    在国内率先在六面顶压机上建立了以1260阻抗相位分析仪为主要测量工具的高温高压电学性质测量新系统,从而大大提高了电导率测量精度和可靠性。通过对含水橄榄石的电导率研究,发现名义无水矿物的中的水能够增加橄榄石的电导率,并且首次从实验中获得了橄榄石电导率与水含量的定量关系,确定了含水橄榄石的导电机制,从而对前人的模型进行了验证。在此基础上推断了上地幔可能的水含量。通过对地壳石英的电导率研究发现了石英的电导率存在着各向异性,沿着光轴的电导率最大,并且发现石英晶体中存在着两种导电机制。在此基础上利用实验室获得的模型,对大地电磁结果的解释提出了约束。建立了地质样品中超痕量PGE高精度分析方法和专门实验室,深入研究了镁铁岩与超镁铁岩中铂族元素的赋存规律研究和深部过程,进行了国内外瞩目的通古斯爆炸事件中地外物质的铂族元素示踪研究。基于岩石的变形与应变研究,解剖了中国大陆典型的碰撞造山带变形过程。