高温高压下橄榄石-顽火辉石二元相体系流变学性质的实验研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    41574079
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    D0407.地球内部物理和地球动力学(含地热学)
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Rheological behavior of upper-mantle rocks is of important significance for understanding the strength of asthenosphere,the mechanics of lithosphere and the dynamics process of tectonic evolution in upper mantle. In present project, we plan to investigate the rheological properties of olivine + enstatite aggregates, which are composed of two major upper-mantle minerals, under uniaxial compression at confining pressures of 300 MPa using the Paterson high pressure testing machine and of 3-7 GPa using D-DIA apparatus. On the basis of a detailed study of enstatite, we will mainly concern with the effect of enstatite content, water content and confining pressure on the rheological properties of olivine + enstatite aggregates. The temperature and strain rate of experiments are controlled in the range of 1200-1600K 10-4-10-6s-1 respectively. SEM, TEM and EBSD techniques are used to study the microstructural feature, CPO pattern and deformation mechanism of run products. Experimental data will be analyzed quantitatively to quantify the rheological behavior of this two-phase mineral assemblage in the upper mantle and hence try to establish its rheological constitutive equations. The results of this project will provide new experimental constrains on the rheological behavior of asthenosphere, lithosphere as well as dynamic processes occurring in upper mantle.
本项目拟采用先进的Paterson气体介质高温高压流变仪和D-DIA固体介质流变仪重点研究在单轴压缩条件下上地幔主要矿物组成橄榄石+顽火辉石二元相体系的流变学性质。在深入研究顽火辉石的基础上,探讨顽火辉石含量、水含量对橄榄石+顽火辉石体系的流变性质的影响及其压力效应-即活化体积。实验的围限压力设定为300MPa(Paterson装置) 和3-7GPa(D-DIA装置),温度范围为1200-1600K,应变速率为10-4-10-6s-1。通过SEM、TEM 和EBSD 等手段观察实验产物的显微构造特征、组构型式和变形机制。根据获得的实验数据定量地分析该二元相体系的流变学行为随压力、温度、辉石含量和水含量和的变化规律,建立流变方程。研究结果将会对我们认识软流圈和岩石圈地幔的流变学行为以及构造演化的动力学机制提供新的实验约束。

结项摘要

上地幔的流变学行为对于认识不同构造环境的地球动力学过程十分重要。因为上地幔岩石是由橄榄石、斜方辉石(顽火辉石)和单斜辉石等主要矿物组成多相矿物集合体,其流变学性质受这些组成矿物制约。然而,长期以来上地幔的流变强度被假定可以用橄榄石的流变强度来代表,缺乏充分的实验依据。针对这一问题,本项目采用Paterson气体介质高温高压流变仪和D-DIA固体介质流变仪研究了顽火辉石和橄榄石+顽火辉石二元相体系的流变学性质。取得的主要研究成果包括:1)量化了顽火辉石的流变学参数,在位错蠕变域(应力指数 n=3)顽火辉石在无水条件和水饱和条件下的活化能分别为560 kJ/mol和 590 kJ/mol, 在扩散蠕变域(应力指数n=1)顽火辉石的活化能E=240 kJ/mol、活化体积为~3.5×10-6 m3/mol、水逸度指数r=0.7±0.2; 2)水的存在会显著降低顽火辉石的有效粘度约两个数量级;3)二辉橄榄岩无论在无水条件和水饱和条件下都比橄榄石的粘度要低,也就是说橄榄石+顽火辉石二元相体系的粘度随着顽火辉石含量增加而降低;4)至少在岩石圈上地幔顶部顽火辉石的粘度低于橄榄石,此时如果顽火辉石含量较高形成弱相支撑则其流变强度主要受斜方辉石的强度制约。这一研究结果对于修正上地幔流变学结构以及认识岩石圈地幔的流变学行为及动力学过程提供了新的实验约束。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Diffusion Creep of Enstatite at High Pressures Under Hydrous Conditions
含水条件下顽辉石在高压下的扩散蠕变
  • DOI:
    10.1002/2017jb014400
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Journal of Geophysical Research: Solid Earth
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Guinan Zhang;Shenghua Mei;Maoshuang Song;David L. Kohlstedt
  • 通讯作者:
    David L. Kohlstedt
Carrara 大理岩在轴向压缩实验过程中的 显微构造特征及变形机制研究
  • DOI:
    10.16539/j.ddgzyckx.2018.05.001
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    大 地 构 造 与 成 矿 学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张桂男;宋茂双;李建峰;邵同宾;嵇少丞;王 浩
  • 通讯作者:
    王 浩
Zircon saturation in terrestrial basaltic melts and its geological implications
陆相玄武岩熔体中的锆石饱和度及其地质意义
  • DOI:
    10.1016/j.sesci.2018.08.001
  • 发表时间:
    2019-03
  • 期刊:
    Solid Earth Sciences
  • 影响因子:
    2
  • 作者:
    Tongbin Shao;Ying Xia;Xing Ding;Yongfeng Cai;Maoshuang Song
  • 通讯作者:
    Maoshuang Song

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其他文献

金鲁地幔岩地球化学特征及其对泽当蛇绿岩构造演化的指示
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    王思猛
Paterson高温高压流变仪及其在岩石流变学中的应用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    大地构造与成矿学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    邵同宾;王茜;嵇少丞;李建峰;宋茂双
  • 通讯作者:
    宋茂双
Carrara大理岩高温高压变形实验研究
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    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
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    宋茂双;邵同宾;李建峰;嵇少丞;王茜
  • 通讯作者:
    王茜
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    2021-12
  • 期刊:
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    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    宋茂双
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  • DOI:
    10.16539/j.ddgzyckx.2020.05.005
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    大地构造与成矿学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王浩;宋茂双;李建峰;张桂男;邵同宾;王晓宁;王思猛
  • 通讯作者:
    王思猛

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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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