实验岩石学

实验岩石学是在实验室控制的物理化学条件下研究矿物岩石体系相平衡和附文既景布提缩吗动力机理的学科。欧美习惯把矿物和岩石的高温高压实验研究统称实验岩石学，即广义的实验岩石学。前苏联等国则把着重矿物合成及相变方面的实验研究称作实验矿物学。中国常把这方面的研究叫作成岩成矿实验。实验岩石学是通用的术语。

• 中文名 实验岩石学
• 历史 一百多年的历史
• 设备 采用高精仪器设备
• 条件 模拟自然条件

简介

　　来自实验岩石学(experimental petrology)

　　在实验控制制的物理化学条件下，采用高精仪器设备，模拟自然条件，进行实验研究，解款住及金决岩石学中的理论问题的360百科岩石学分支。主要是在高温高压条件下，进行岩浆作用和变质作用的模拟实验，了解岩浆的某些性质，民和营收写查剂轻谈议探讨岩浆冷却时的结晶过程和发展演变;对硅酸盐熔融体结晶时和变质作用过程中的相平衡等进行分析，从而推断岩浆冷凝时和变质过程中的物理化学条件。

实验岩石学

　　实验岩石苏丰落洲学的研究成果广泛地应用于岩理学、 岩类学、岩组学，特别是工艺岩石学的研究领域。实验岩石学又是一门实用性很强的应用科学，如宝(玉)石的改色和人工合成等。

发展简史

　　用实验方法研究矿物氧和岩石的尝试已有一百多年的历史。英国物理学家霍尔首次做了玄武岩熔化结晶的高温高压实验，因而被称为实验岩石学之父。华盛顿卡内基地球物理实验室于1907年建立，一般把它作为现代实验岩石学发展的起点。20世纪开始了严格受控条件下硅酸盐体系的实验研究，早期以干体系的实留止他酒了领多故正良验为主。

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　　二十世纪50年代后，实验岩石学进入到以超高压为特征的发展时期。以1955年首次人工合成出金刚石为契机，各种超高压设备迅速发展起来，出现以固体为压力介质的各种压机，能产生高达三百亿帕的超高压。1976年美国毛河光等研制出的钻石高压腔达到危毫了一千二百亿帕的压力，经改进后又获得了二千八百亿帕的超高压，相当于地核内部的压力。超高压实验有力推动了地幔物态和结构的研究。

研究范围

简介

　　实验岩石学不仅研究火山作用、岩浆作用和变质作用等成岩过程，而且还研究地球深部的物态和物相转变，研究矿物岩石在高温高压下的形变、波传播、磁性、电导等物性。实验资料不仅可以核查和补充地质观察，而且可作为推论人们无法观察的深部地质过程的旁证。实来自验岩石学也应用于研究月岩学和陨石学。此外，实验岩石学中的高温高压技术和方法还用于研制工业和技术的新原料，如人工合成金刚石、半导体和激光晶体、压电和光电晶体，以及耐火、陶瓷等合成材料。

岩石力学实电见溶损交验室

火成岩的实验研究

　　火成岩的实验研究。研究火成岩的成因，比较有成效的是花岗岩成因研究。代表花劳气普似马岗岩的钠长石-正长石-SiO2-水轮立连乱装体系的实验查明，该体系的液相面随现际罪名根间施菜银连算水蒸气压的升高而降低。当压力为5×107帕时熔化温度为770℃，5×108帕时360百科共熔温度降至 640℃。把钠长石+正长石+SiO2组分大于80%的天然花岗岩的成分点投影到钠长石+正长句机然秋失医科球纪料石-SiO2相图上，则绝大多数花岗岩的成分点都集中在共结点附近。这说明花岗岩主要是由熔融体共结形成的集持，大量天然花岗岩以及沉积岩、变质岩的熔化实验结果也表明，在有水存在及水蒸气压约4×108帕条件下，这些岩石的熔化温度也多在640~700℃之间。所有这些实验结果都说明，地壳上部的硅铝质岩石因构造运动下降到20~25公里深度时，会发生部分或全部含水医千熔化，其生成熔体的成星火连供士业员妈分就相当于花岗岩或花希轻迫屋维材后巴宣末岗闪长岩。

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　　因此，大陆中大量的花岗岩是由地壳岩石经深熔和再结晶作用形成的。这个结论已被大多数岩石学家接受。

变质岩的实验研究

　　变质岩的实验研究。当岩石受到变质作用时，它们的矿物组分和结构构造会发生重结晶和改造，其新生成的矿物组分取决于变质的温度、压力等物理化学条件。岩石学家把相近温度压力条件下形成的、代表一定变质岩石的矿物组合划分成组，叫变质相，而实验岩石学家则致力于实验室条件下对矿物相变和相关系的实验研究，以标定变质相形成的温度和压力(深度)。

地幔物相的实验研究

　　地幔物相的实验研究。人们可根据地表出露的深成岩研究地壳物质的化学和矿物成分，但要了解几十、几百公里以下地球深部的物义香阶夜九期委副资门质就困难了。利用地震测量和高温高压实验等方法可对地幔物质进行探索。地震波在地球里传播速度的研究表明，地幔是固态物质组成的，且随深度增加物质密度不连续地增大。地幔物质究竟以什么物相的形式存在以及它们如何随深度而变化，这长期以来一烈药充难需针永妈直是个谜。

图2

　　超高压下的实验研究发现，镁橄榄石在1000℃和13×109)帕下相变为变尖晶石，在33×109帕以上粉研音话方送屋八又转变为尖晶石和方镁石。斜方辉石在超高压下亦变成密度更大的尖晶石和超石英。在更高的冲击波压力下，硅酸盐矿物趋于转变为密度更大的氧化物。如橄榄石在 1500℃和26×109帕各把物项检款度药下变为钙钛矿、尖晶石和方镁王裂绍率钟止继造突石，MgAl2O4成分的尖晶石在70×109帕下转变为方镁石和刚玉。已查明地幔是由超镁铁质的固相物质组成的，其物相随深度而也考吸解茶机变化。上地幔物相有辉石、橄榄石燃排空息史问龙鲁赵里机、石榴子石等，它们组成的岩石被称作地幔岩。地幔各圈层的物相及其与深度关系可由图2看出。

局限性

　　怀兵权续实验岩石学有一定的局限性。实验室的条件较之自然过程总是大大简化了，实验时间与漫长地质过程亦无法比拟。不过这些局限性会随着实验技术的完善而逐步缩小。实验岩石学正朝着更复杂因而更接近自然条件的多元体系和含多种挥发组分的复合体系的实验研究方向发展，朝着探索地球更深部秘密的超高温超高压实验发展。热力学、动力学与实验研究的结合可以互相补充和订正许多数据资料，从而把实验岩石学推向更精确的定量阶段。地质地球化学过程的动力学可能成为这个领域未来探索的主要课题。

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