通过高温高压扭转大变形岩石流变学实验,研究橄榄石集合体的变形过程、微结构特征和变化以及对应的宏观上的物理响应,分析总结出大变形条件下橄榄石集合体的流变参数和变形机制与变形量、化学组成以及含水量之间的定量关系,将实验结果与以往三轴压缩和剪切加载条件得到的小变形流变学规律进行对比,从而从大变形岩石流变性的角度为理解深部地球动力学过程如地幔对流、板块俯冲和热柱上涌等提供直接的实验依据。
本课题通过高温高压岩石流变学实验,分别研究了含铁量不同、干燥和含水情况下橄榄石集合体在三轴压缩和扭转大变形的加载条件下的变形过程、微结构特征和变化以及对应的宏观上的物理响应,分析总结出橄榄石集合体的流变参数和变形机制与变形量、化学组成以及含水量之间的定量关系,将实验结果与以往三轴压缩和剪切加载条件得到的小变形流变学规律进行对比,从而从大变形岩石流变性的角度为理解深部地球动力学过程如地幔对流、板块俯冲和热柱上涌等提供 具体的实验材料为干燥和含水(Mg0.5,Fe0.5)2SiO4和(Mg0.7、Fe0.3)2SiO4橄榄石集合体,试验在高精度和高分辨率Paterson气体介质变形试验机上进行,试验温度为1473K,围压为300MPa,应变率为10-4~10-7S-1,应力为~10-300MPa,应变为~400 %,将变形后试件沿轴向切开进行了显微结构分析,确定了不同纵截面上从而对应于不同剪切变形时橄榄石的颗粒尺寸和几何特征。由蠕变数据拟合出的流动律中,应力指数为3.7左右,与三轴压缩实验给出的应力指数吻合。利用EBSD方法分别对变形前后试件中橄榄石的晶格最优取向(LPO)进行了测定。