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倾角为地幔中富含橄榄石的岩石的变形提供了缺失的机制

自然体积507，页面51-56 (2014）引用本文

主题

摘要

地幔流动涉及大量多矿物聚集体。团聚体中每个颗粒的强各向异性塑性响应来自相邻颗粒之间的相互作用和跨越晶界的材料位移的连续性。正交橄榄石是地球上地幔的主要矿物相，它没有表现出足够的滑移系统，以适应由晶内滑移引起的一般变形状态而不引起损害。在这里，我们表明对变形过程的更一般的描述，包括旋转缺陷的运动，称为斜倾角，可以解决橄榄石变形悖论。我们使用高分辨率电子背散射衍射(EBSD)变形橄榄石聚集体的地图来解决偏差。在实验变形和自然变形的橄榄石样品中，发现晶界分布有偏位。我们提出了一个基于斜倾角的橄榄石高角度倾斜边界模型，该模型证明了外加剪切作用通过斜倾角运动诱导晶界迁移。这种新方法阐明了多晶团聚体中晶界介导的塑性。通过提供描述橄榄石中塑性流动的缺失机制，这项工作将允许对上地幔的流变学进行多尺度建模，从原子尺度到流动尺度。

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图1:Volterra的扭曲。
图2:橄榄石中几何必要位错密度。
图3:表示楔形倾角密度的三张图θ33三种变形橄榄石团聚体，以及样本T0548的发生概率。
图4:在橄榄石原子尺度上对(011)/[100]倾斜晶界进行了基于倾斜的建模，并建立了60°的取向偏差模型21．
图5:(011)/[100]倾斜晶界的剪切耦合边界迁移图4．

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确认

我们感谢来自欧洲研究理事会第七框架计划(FP7-ERC资助号290424-RheoMan)、Marie Curie奖学金(FP7-PEOPLE-20074-3-IRG，资助号230748-PoEM)和国家研究机构(资助号ANR-11-JS09-007-01, NanoMec)的财政支持。

作者信息

作者及隶属关系

  1. Unité Matériaux et Transformations, UMR 8207 CNRS和Université里尔1,59650 Villeneuve d 'Ascq，法国

    帕特里克·科迪亚

  2. 地球科学蒙彼利埃，UMR 5342 CNRS和Université de Montpellier 2,34095蒙彼利埃，法国，

    Sylvie Demouchy & Fabrice Barou

  3. 微结构研究实验室Mécanique des Matériaux, UMR 7239 CNRS和Université de Lorraine, Ile du Saulcy, 57045 Metz Cedex，法国，

    Benoît beauir, Vincent Taupin & Claude Fressengeas

作者
  1. 帕特里克·科迪亚
    查看作者出版物

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  2. 西尔维Demouchy
    查看作者出版物

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  3. Benoit Beausir
    查看作者出版物

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  4. 文森特陶品
    查看作者出版物

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  5. 法布里斯Barou
    查看作者出版物

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  6. 克劳德Fressengeas
    查看作者出版物

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贡献

S.D.对橄榄石样品进行变形，并进行EBSD测量(在F.B.的帮助下)。b.b.， V.T.和C.F.进行了数据分析和禁忌建模。P.C.在所有合著者的反馈和贡献下撰写了这篇论文。作者对结果进行了讨论和解释。

相应的作者

对应到帕特里克·科迪亚．

道德声明

相互竞争的利益

作者声明没有相互竞争的经济利益。

扩展的数据图形和表格

扩展数据图1楔斜的密度θ33在PI-1619烧结样品中。

密度的单位是弧度每平方微米。由边缘位错引起的局部Burgers向量用蓝色箭头表示，其水平分量和垂直分量分别为:α13而且α23(单位为微米)。

扩展数据表1本研究记录的EBSD图相关参数
全尺寸表

补充信息

补充信息

此文件包含补充文本和数据以及补充参考。(PDF 183kb)

幻灯片

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关于本文

引用本文

科迪尔，P.，德穆希，S.，波西尔，B.。et al。倾角为地幔中富含橄榄石的岩石的变形提供了缺失的机制。自然507， 51-56(2014)。https://doi.org/10.1038/nature13043

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