MECHANISMY DEFORMACE
• za různých podmínek fungují různé deformační mechanismy
MECHANISMY
DEFORMACE
RYCHLOST PROCESU = ŘÍDÍCÍ SÍLA × KINETIKA PROCESU
• častá kombinace několika mechanismů; dominantní je ten
nejrychlejší (energeticky nejméně náročný)
• faktory, ovlivňující mechanismus deformace:
- mineralogie, složení fluid, velikost a tvar zrn, LPO, porozita
- T, p, diferenciální napětí, tlak fluid, rychlost deformace
• znalost mechanismů deformace je klíčová pro posouzení pevnosti
materiálu a pro rekonstrukci deformačních podmínek z mikrostavby
NÍZKOTEPLOTNÍ MECHANISMY DEFORMACE
NÍZKOTEPLOTNÍ MECHANISMY DEFORMACE
GRANULÁRNÍ A KATAKLASTICKÝ TOK
• nejvýraznější variace deformačních mechanismů jsou spojeny
s teplotou deformace
• makroskopicky koherentní deformace, ale s aktivitou křehkého mechanismu,
tedy závislost pevnosti na efektivním tlaku (deformace kontrolována třením)
• fyzikální procesy aktivní zejména v relativně nízkoteplotních
podmínkách deformace jsou:
• granulární tok (granular flow, particulate flow)
- klouzání a rotace zrn
- nezpevněné sedimenty, zlomové výplně
- pouze za nízkých ef. tlaků (objemové změny)
- křehké lámání (microfracturing), skluz + pasivní rotace
- tlakové rozpouštění a krystalizace z roztoku (solution transfer)
- dvojčatění (twinning)
• některé z těchto mechanismů mohou fungovat i za vysokých teplot, obvykle
to pak ale nejsou dominantní mechanismy
• kataklastický tok (cataclastic flow)
- neustálé křehké lámání a zmenšování zrna
- i vyšší ef. tlaky
- ostrohranná zrna, široké spektrum velikostí zrn
- brekcie, kataklazit, výplň zlomu, pseudotachylit
NÍZKOTEPLOTNÍ MECHANISMY DEFORMACE
NÍZKOTEPLOTNÍ MECHANISMY DEFORMACE
KATAKLASTICKÝ TOK
KATAKLASTICKÝ TOK
• ostrohranné úlomky všech velikostí, spojené jemnozrnnou mezerní
hmotou, maltovitá struktura (mortar structure)
(NÍZKOTEPLOTNÍ) MECHANISMY DEFORMACE
(NÍZKOTEPLOTNÍ) MECHANISMY DEFORMACE
pseudotachylit
pseudotachylit
• vzhled bazaltového skla, žíly
(NÍZKOTEPLOTNÍ) MECHANISMY DEFORMACE
NÍZKOTEPLOTNÍ MECHANISMY DEFORMACE
pseudotachylit
• extrémní drcení a tavení při velmi rychlé deformaci (např. v ohnisku
zemětřesení, v impaktových zónách)
• při laboratorních experimentech vznikají i nanočástice
NÍZKOTEPLOTNÍ MECHANISMY DEFORMACE
• struktury výplní zlomů (mikrofraktury a duktilní deformace)
σ1
GRANULÁRNÍ TOK
• jílové výplně zlomů
(clay fault gouges)
NÍZKOTEPLOTNÍ MECHANISMY DEFORMACE
• ohlazy a rýhování (slickensides/slickenlines, striation, wear grooves)
NÍZKOTEPLOTNÍ MECHANISMY DEFORMACE
• rýhování s vláknitými minerály (slickenfibres)
(NÍZKOTEPLOTNÍ) MECHANISMY DEFORMACE
•
fragmentace porfyroklastů, skluz
(NÍZKOTEPLOTNÍ) MECHANISMY DEFORMACE
(NÍZKOTEPLOTNÍ) MECHANISMY DEFORMACE
Fragmentace porfyroklastů
Fragmentace porfyroklastů
fragmentovaný porfyroklast
slídy, book-shelf struktura
Budinovaný turmalín v kvarcitu
(NÍZKOTEPLOTNÍ) MECHANISMY DEFORMACE
(NÍZKOTEPLOTNÍ) MECHANISMY DEFORMACE
TLAKOVÉ ROZPOUŠTĚNÍ
TLAKOVÉ ROZPOUŠTĚNÍ
• nehomogenní napěťové pole → nerovnoměrné rozložení krystalových
poruch → gradient chemického potenciálu → lokální přednostní rozpouštění
Alveolinový vápenec
• krystalizace v místech dilatace (tlak fluid!)
• solution-precipitation mechanism
• kalcit, křemen
(NÍZKOTEPLOTNÍ) MECHANISMY DEFORMACE
(NÍZKOTEPLOTNÍ) MECHANISMY DEFORMACE
TLAKOVÉ ROZPOUŠTĚNÍ
TLAKOVÉ ROZPOUŠTĚNÍ
• stylolity – plochy přednostního tlakového rozpouštění (přívod fluid)
- kinematické indikátory, indikátory objemových změn
animace
Stylolit, vápenec
(NÍZKOTEPLOTNÍ) MECHANISMY DEFORMACE
(NÍZKOTEPLOTNÍ) MECHANISMY DEFORMACE
TLAKOVÉ ROZPOUŠTĚNÍ
TLAKOVÉ ROZPOUŠTĚNÍ
Tlakové švy tvoří foliaci horniny, pískovec
Tlakové švy pravděpodobně
pomáhají vzniku krenulační
kliváže, fylit
(NÍZKOTEPLOTNÍ) MECHANISMY DEFORMACE
(NÍZKOTEPLOTNÍ) MECHANISMY DEFORMACE
TLAKOVÉ ROZPOUŠTĚNÍ
TLAKOVÉ ROZPOUŠTĚNÍ
Tlakové švy zvýrazňují
krenulační kliváž a konzumují rameno vrásy,
břidlice
Tlakové švy a „strain cap“ při
hranicích rigidního krystalu
křemene v ignimbritu
(NÍZKOTEPLOTNÍ) MECHANISMY DEFORMACE
(NÍZKOTEPLOTNÍ) MECHANISMY DEFORMACE
KRYSTALIZACE V ŽÍLÁCH
KRYSTALIZACE V TLAKOVÝCH STÍNECH
Tlakový stín
(overgrown strain
shadow) okolo
porfyroblastu granátu
s výplní křemene a
„strain cap“
Tenzní žíly v en-echelon uspořádání
(tension gashes)
0616.mov
(NÍZKOTEPLOTNÍ) MECHANISMY DEFORMACE
KRYSTALIZACE V TLAKOVÝCH STÍNECH
Tlakový stín okolo porfyroblastu staurolitu
s výplní křemene
(NÍZKOTEPLOTNÍ) MECHANISMY DEFORMACE
VLÁKNITÉ ŽÍLY
antitaxiální
vláknitá kalcitová
žíla (fibrous vein)
v břidlici
0605ab.mov
0613.mov
(NÍZKOTEPLOTNÍ) MECHANISMY DEFORMACE
(NÍZKOTEPLOTNÍ) MECHANISMY DEFORMACE
VLÁKNITÉ TLAKOVÉ STÍNY
VLÁKNITÉ TLAKOVÉ STÍNY
Vznik vláknitého tlakového stínu
(fringe) okolo rigidního porfyroklastu
Vláknitý tlakový stín (křemen+kalcit)
okolo porfyroblastu pyritu
(NÍZKOTEPLOTNÍ) MECHANISMY DEFORMACE
(NÍZKOTEPLOTNÍ) MECHANISMY DEFORMACE
VLÁKNITÉ TLAKOVÉ STÍNY
VLÁKNITÉ TLAKOVÉ STÍNY
0624a.mov
0624a.mov
0624b.mov
0627.mov
Vláknitý tlakový stín (křemen+kalcit)
okolo porfyroklastu pyritu
Vláknitý tlakový stín (kalcit) okolo
porfyroklastu křemene ve vápenci z Květnice
(NÍZKOTEPLOTNÍ) MECHANISMY DEFORMACE
(NÍZKOTEPLOTNÍ) MECHANISMY DEFORMACE
DVOJČATNÝ KLUZ
DVOJČATNÝ KLUZ
• vznik dvojčatných domén nekoaxiálním střihem paralelním
se specifickými dvojčatnými rovinami
• velikost deformace je omezena úplným zdvojčatěním
• plagioklas, kalcit, (mikroklin, biotit, kyanit, diopsid)
!Vznik i při růstu krystalů a statické deformaci v důsledku chladnutí!
• dynamické dvojčatné lamely (čočkovité zakončení, zakřivení):
příklad: KALCIT
• maximální velikost
deformace dvojčatěním:
35% při úplném zdvojčatění zrna
(NÍZKOTEPLOTNÍ) MECHANISMY DEFORMACE
(NÍZKOTEPLOTNÍ) MECHANISMY DEFORMACE
DVOJČATNÝ KLUZ
DVOJČATNÝ KLUZ
• statické dvojčatné lamely (projev anizotropní kontrakce při chladnutí)
• dynamické dvojčatné lamely (čočkovitý tvar, zakřivení, zde i
migrace hranic dynamickou rekrystalizací)
kalcit
kalcit v mramoru
(NÍZKOTEPLOTNÍ) MECHANISMY DEFORMACE
DVOJČATNÝ KLUZ
Laboratorní deformace carnalitu a bischoffitu
animace
úplné zdvojčatění
animace
částečné zdvojčatění a nástup
dynamické rekrystalizace
Download

MECHANISMY DEFORMACE