DOI: https://doi.org/10.5026/jgeography.135.47
تاريخ النشر: 2026-02-25
المؤلف: Miki Tasaka
الموضوع الرئيسي: الجيولوجيا الفيزيائية عالية الضغط والمواد
نظرة عامة
تستعرض هذه القسم الخصائص الريولوجية لكتل البلورات ذات الطورين، مع التركيز بشكل خاص على الأوليفين والبيروكسين، وهما معادن تمثل الوشاح العلوي. لقد قامت الدراسات السابقة بتبسيط لزوجة الصخور من خلال افتراض أنها تحدد فقط من خلال المرحلة المعدنية الأساسية. بالمقابل، يقدم هذا البحث فهماً أكثر دقة من خلال اقتراح قانون تكويني يربط بين حجم الحبيبات، اللزوجة، ونسبة المعادن في الأنظمة ذات الطورين التي تخضع للزحف الحساس لحجم الحبيبات.
أجرى المؤلفون تجارب تشوه ونمو حبيبات على كتل الأوليفين والبيروكسين مع نسب حجم بيروكسين متغيرة. كشفت تجارب الالتواء ذات الإجهاد العالي عن رؤى حول آليات الضعف بسبب خلط الطور، حيث تعكس الميكروهياكل في العينات المشوهة تلك الموجودة في الصخور المشوهة طبيعياً. تسلط الدراسة الضوء على أن تطور الميكروهيكل في الكتل الدقيقة المختلطة جيداً يتأثر بالاختلافات في الانتشار بين المعادن (Me، إما Fe أو Mg)، والأكسجين (O)، والسيليكون (Si)، مع حدوث نقل MeO بشكل أسرع بكثير من SiO₂. في النهاية، تشير النتائج إلى أن البيروكسين ضروري لعمليات التشوه البلاستي، مما يساهم في الضعف طويل الأمد المرتبط بخلط الطور.
DOI: https://doi.org/10.5026/jgeography.135.47
Publication Date: 2026-02-25
Author(s): Miki Tasaka
Primary Topic: High-pressure geophysics and materials
Overview
This section reviews the rheological properties of two-phase crystal aggregates, specifically focusing on olivine and pyroxene, which are representative minerals of the upper mantle. Previous studies have oversimplified the viscosity of rocks by assuming it is solely determined by the primary mineral phase. In contrast, this research presents a more nuanced understanding by proposing a constitutive law that correlates grain size, viscosity, and mineral fraction in two-phase systems undergoing grain size-sensitive creep.
The authors conducted deformation and grain growth experiments on olivine and pyroxene aggregates with varying pyroxene volume fractions. High strain torsion experiments revealed insights into the weakening mechanisms due to phase mixing, with microstructures in the deformed samples mirroring those found in naturally deformed rocks. The study highlights that the microstructural evolution in well-mixed fine-grained aggregates is influenced by differences in diffusivity among metal (Me, either Fe or Mg), oxygen (O), and silicon (Si), with the transport of MeO occurring significantly faster than that of SiO₂. Ultimately, the findings suggest that pyroxene is crucial for plastic deformation processes, contributing to long-term weakening associated with phase mixing.