含水橄榄石大变形实验研究

Abstract:.Small amounts of water have a very large effect on the strength of silicate rocks, particularly those that make up Earth's mantle. The vigor of convection and the coupled motion of tectonic plates, therefore, depend critically on the amount of water in mantle rocks and on the influence of water on the grain size and fabric of deformed rocks. Very little experimental data are available to test the rate and magnitude of the influence of water on the evolution of deformation microstructures. Such data are critical for geodynamic models of convection and plate tectonics. In this collaborative research proposal, we will study the evolution of grain size and lattice preferred orientation in hydrous olivine aggragates samples deformed to high strains at high pressure and high temperatures. The following are the specific subjects we would like to investigate in our experimental study:.1. Relationship among stress, strain and microstructure of olivine aggregates.2.The influence of water on the evolution of deformation microstructures resulting from high-strain torsional deformation.3. The effect of strain amount on the dynamic recrystalization of olivine aggregates.4. Anisotropic mechanical response of olivine induced by LPO..Hopefully, we can use our experimental results to provide the material parameters and the valid constrains for deep geodynamic modeling.

摘要：.少量含水对硅质岩的流变强度会有很大的影响，尤其是对地幔岩石的影响很大，因此地幔对流模式和板块构造运动对于含水引起的橄榄岩微结构变化、组构排列及强度弱化有着很强的依赖性。到目前为止，关于水对大变形橄榄石流变性能和微结构演化过程的影响还没有任何实验观测，而这些实验观测数据对于地幔对流和板块构造运动模型的建立是非常关键的。因此，本课题拟开展高温高压条件下，大变形橄榄岩中微结构和晶格各向异性的发育特征与含水量之间的关系的实验研究，希望得到以下几个方面的定量关系：1、应力-微结构-应变量；2、含水对大变形橄榄石的动态重结晶的影响；3、变形量与晶格各向异性之间的关系；4、微观结构各向异性程度对宏观流变性的影响，是否引起宏观力学性的各向异性。希望以上几个问题的定量实验研究成果为深部地球动力学过程的理解和认识提供必要的材料模型和参数范围选择。

少量含水对硅质岩的流变强度会有很大的影响，尤其是对地幔岩石的影响很大，因此地幔对流模式和板块构造运动对于含水引起的橄榄岩微结构变化，组构排列及强度弱化有着很强的依赖性。到目前为止，关于水对大变形橄榄石流变性能和微结构演化过程的影响的速率和量级还没有任何实验观测，而这些实验观测数据对于地幔对流和板块构造运动模型的建立是非常关键的。因此，本课题开展了高温高压条件下，大变形橄榄岩中微结构和晶格各向异性的发育特征与含水量之间的关系的实验研究，取得了以下几个方面的定量关系：1、.含铁量相同时，含饱和水橄榄石样品的强度比不含水时要低一个量级； 2、.含水橄榄石的变形大小对动态重结晶有很大的影响， 变形越大，重结晶的颗粒尺度越小；3、.含水橄榄石的晶格各向异性与变形量之间成正比关系，变形量越大各向异性的程度也越高；本课题对以上几个问题的定量实验研究成果可以对深部地球动力学过程的理解和认识提供必要的材料模型和参数范围选择。