具有不同初始组构的上地幔岩石在轴向拉伸下的变形
摘要
为探究橄榄石晶粒尺寸与晶体优选方位（CPO）对大应变下上地幔岩石微观结构演化及力学行为的作用，我们在 1200°C、300 MPa 围压和恒定位移速率下，对三种天然橄榄岩进行了轴向拉伸实验：一种具弱 CPO 的细粒糜棱质方辉橄榄岩，以及两种具不同强度 CPO 的粗粒充分平衡纯橄榄岩。初始流动应力变化范围有限（115–165 MPa），其中细粒样品初始强度最高。然而，细粒与粗粒橄榄岩的力学行为及微观结构演化存在差异。在细粒方辉橄榄岩中，颈缩导致表观差应力下降。应变与应力集中使颈缩区橄榄石重结晶分数增加、重结晶晶粒尺寸减小。对颈缩区最终应力与应变的分析表明，软化为微观结构与 CPO 演化所致。相反，粗粒样品的颈缩仅引起表观差应力微弱下降或不下降，这意味着硬化，与颈缩区内总体晶内取向差增大以及最终应力等于或高于初始应力相一致。粗粒纯橄榄岩呈异质变形：利于位错滑移的晶体发生拉长，而硬取向晶体几乎未变形。在颈缩区，应力与应变集中导致硬晶体中出现扭折、软晶体中发生动态重结晶。我们将细粒橄榄岩更有效的应变诱导软化归因于更易发生的动态重结晶，这可能源于更高比例的晶界充当了形核位点。
引用
@article{arxiv.2101.03362,
title = {Deformation of upper mantle rocks with contrasting initial fabrics in axial extension},
author = {Walid Ben Ismail and Andréa Tommasi and Marco Antonio Lopez Sanchez and Ernest H. Rutter and Fabrice Barou and Sylvie Demouchy},
journal= {arXiv preprint arXiv:2101.03362},
year = {2021}
}
备注
Revised version of the article submitted to Tectonophysics in June 2021. Supported by the European Research Council under the European Union Horizon 2020 research and innovation programme grant agreement No 882450 ERC RhEoVOLUTION and by a postdoctoral fellowship co-funded by the European Union and the Government of the Principality of Asturias,Spain COFUND Action grant ACA17-32 to MALS