ISSN:
1437-3262
Source:
Springer Online Journal Archives 1860-2000
Topics:
Geosciences
Description / Table of Contents:
Abstract Deduced from empirical and theoretical work, a model is proposed for the rheology of bi- and polyphase rocks based on the rheology of the components, their volume fractions, and their geometrical distribution. The model is formulated for the common case where some minerals deform by crystall plasticity at steady state and others, stronger ones, deform in the vincinity of the brittle-ductile transition. The model results from a combination of a load-carrying framework model and a two-block model. The first model is valid for the field, where stress is mainly accommodated by interconnecting stronger phases. The second model describes the case where strain is concentrated mainly within the weaker phase. The transition-point from one partial-model to the other depends on the material properties of the minerals involved. With increasing strain, it shifts first to higher then to lower contents of weaker materials, due to an increase of contrast in competence and to the development of a mechanically induced compositional foliation. Finally, the rheology of the resulting well foliated rock is dominated by the rheology of the weakest component.
Abstract:
Résumé L'auteur, à partir de données empiriques et de travaux théoriques, présente un modèle de la rhéologie des roches biet poly-phasées, dans lequel cette propriété apparaît comme une fonction de la rhéologie de chacune des phases, des proportions en volume de celles-ci et de leurs relations géométriques. Ce modèle s'applique au cas le plus répandu dans lequel certains minéraux ont un comportement proche de la transition cassant-ductile, tandis que les autres fluent plastiquement à contrainte constante à l'intervention de processus intra-cristallins. Le modèle est la synthèse de deux modèles partiels. Le premier correspond au cas où la phase compétente forme un squelette absorbant la plus grande part de la contrainte («load-carrying framework model»). Le deuxième s'applique au cas où la déformation se concentre presque uniquement dans la phase incompétente («two bock model»). La transition d'un modèle partiel à l'autre dépend des propriétés physiques de ces deux phases. Lors d'une déformation progressive cette transition se déplace dans un premier temps vers les plus grandes teneurs en matériau moins compétent, en raison de l'accroissement de la différence de compétence. Puis elle glisse, au contraire, vers les plus petites teneurs en raison du développement d'un rubanement compositionnel d'origine mécanique. Finalement la rhéologie d'une roche ainsi entièrement rubanée est déterminée essentiellement par la rhéologie du matériau le moins compétent.
Notes:
Zusammenfassung Basierend auf empirischen und theoretischen Arbeiten wird ein Modell für zwei- und mehrphasige Gesteine vorgestellt, mit dem die Gesamt-Rheologie als Funktion der Rheologien der einzelnen Phasen, ihren volumenmäßigen Anteilen am Gesamtgestein und ihrer geometrischen Verteilung formuliert werden kann. Das Modell entsteht durch die Verbindung zweier Teil-Modelle. Das eine nimmt ein tragendes Gerüst, aufgebaut durch härtere, vorwiegend spröd bis kataklastisch deformierende Mineralien an. Das zweite gilt für den Bereich, wo die Verformung vollständig durch weiche Komponenten aufgenommen wird. Der Übergang vom Gültigkeitsbereich des einen in denjenigen des anderen Teilmodells ist eine Funktion der Materialeigenschaften der beteiligten Mineralien. Er verlagert sich mit zunehmender Deformation zuerst in Richtung höherer, dann in Richtung niedrigerer Anteile von weicheren Komponenten, bedingt einerseits durch einen zunehmenden Kompetenzkontrast, andererseits durch die zunehmende, mechanisch bedingte Ausbildung einer Stoffbänderung. Die Rheologie des schlußendlich vollständig gebänderten Gesteins wird weitgehendst von der Rheologie der weichsten Komponente kontrolliert.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1007/BF01848690
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