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应力诱导的非晶化引起岩石圈地幔的变形gydF4y2Ba

自然gydF4y2Ba体积gydF4y2Ba591gydF4y2Ba，gydF4y2Ba页面gydF4y2Ba82 - 86 (gydF4y2Ba2021gydF4y2Ba）gydF4y2Ba引用本文gydF4y2Ba

主题gydF4y2Ba

摘要gydF4y2Ba

富橄榄岩的力学性质是确定岩石圈与软流圈力学耦合的关键。在晶体材料中，晶体缺陷的运动是塑性流动的基础gydF4y2Ba1gydF4y2Ba，gydF4y2Ba2gydF4y2Ba，gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba4gydF4y2Ba。然而，由于富橄榄岩的主要成分没有足够的滑动系统，需要额外的变形机制来满足应变条件。实验研究提出了橄榄石中涉及晶界滑动的非牛顿的晶粒尺寸敏感机制gydF4y2Ba5gydF4y2Ba，gydF4y2Ba6gydF4y2Ba。然而，很少对晶界滑动进行微观组织研究，并且对于是否有单一或多种物理机制在起作用尚无共识。最重要的是，目前还没有将晶界力学纳入多晶塑性模型的理论框架。在这里，我们确定了富橄榄岩晶界变形的机制。我们发现，在forsterite中，应力作用下晶界发生非晶化，而富橄榄石的延展性的开始是由于这些非晶层中晶界迁移的激活。这种机制可能会触发地球深处的塑性过程，在那里会遇到高应力条件(例如，在脆性-塑性过渡阶段)。我们提出的机制特别适用于岩石圈-软流圈边界，在那里橄榄石达到玻璃化转变温度，引发其粘度降低，从而促进晶界滑动。gydF4y2Ba

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图1:用Paterson压力机变形的试样。gydF4y2Ba
图2:Paterson压力机中变形试样的HRTEM。gydF4y2Ba
图3:多砧压力机变形试样的HRTEM。gydF4y2Ba
图4:起始材料。gydF4y2Ba

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数据(显微照片)在图中提供。原始文件可在gydF4y2Bahttps://doi.org/10.5281/zenodo.3893661gydF4y2Ba。gydF4y2Ba源数据gydF4y2Ba都提供了这篇论文。gydF4y2Ba

参考文献gydF4y2Ba

  1. Carter, n.l.和Ave 'Lallemant, h.g. .白云岩和橄榄岩的高温流动。gydF4y2Ba青烟。Soc。点。牛gydF4y2Ba。gydF4y2Ba81gydF4y2Ba， 2181-2202(1970)。gydF4y2Ba

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  2. 科克斯，f.f.，阿冈，a.s.和阿什比，m.f.gydF4y2Ba滑移的热力学和动力学gydF4y2Ba(编Kocks, f.f.等)110-271(佩加蒙出版社，1975)。gydF4y2Ba

  3. Ashby, m.f.和Verrall, r.a.流体和断裂的微观机制及其与上地幔流变学的关系。gydF4y2Ba菲尔。反式。r . Soc。Lond。一个gydF4y2Ba288gydF4y2Ba， 59-95(1978)。gydF4y2Ba

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  4. 橄榄石晶界的结构与组成:40年的研究、现状与发展。gydF4y2Ba理论物理。化学。矿业公司gydF4y2Ba。gydF4y2Ba45gydF4y2Ba， 139-172(2018)。gydF4y2Ba

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  5. 2.部分熔融上地幔动力学的实验约束。位错蠕变区变形。gydF4y2Baj .地球物理学。ResgydF4y2Ba。gydF4y2BaOne hundred.gydF4y2Ba， 15441-15449(1995)。gydF4y2Ba

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  6. Warren, j.m. & Hirth, G.天然变形橄榄岩的晶粒尺寸敏感变形机制。gydF4y2Ba地球的星球。科学。列托语gydF4y2Ba。gydF4y2Ba248gydF4y2Ba， 438-450(2006)。gydF4y2Ba

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  7. Maruyama, G. & Hiraga, T. .森林长石+透辉石聚集体扩散蠕变过程中晶粒到多晶粒尺度的变形过程。直接观察。gydF4y2Baj .地球物理学。Res.固体地球gydF4y2Ba122gydF4y2Ba， 5890-5915(2017)。gydF4y2Ba

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  8. Bollinger, C.， Marquardt, K. & Ferreira, F. .在高压(3.5-5.0 GPa)下，forsterite的晶内塑性与晶界滑动(GBS):显微组织证据。gydF4y2Ba点。矿物gydF4y2Ba。gydF4y2Ba104gydF4y2Ba， 220-231(2019)。gydF4y2Ba

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  9. Ohuchi, t。位错调节晶界滑动是上地幔橄榄石的主要变形机制。gydF4y2Ba科学。阿德gydF4y2Ba。gydF4y2Ba1gydF4y2Ba， e1500360(2015)。gydF4y2Ba

    广告gydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba公共医学中心gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  10. Burnley, P. C. & Kaboli, S. D-DIA装置中圣卡洛斯橄榄石变形的弹塑性自一致(EPSC)建模。gydF4y2Ba点。矿物gydF4y2Ba。gydF4y2Ba104gydF4y2Ba中文信息学报，276-281(2019)。gydF4y2Ba

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  11. 边界缺陷和边界滑动和扩散蠕变的原子性方面。gydF4y2Ba冲浪。ScigydF4y2Ba。gydF4y2Ba31gydF4y2Ba， 498-542(1972)。gydF4y2Ba

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  12. [j]、[j]、[m] .晶界滑动与扩散蠕变。gydF4y2Ba金属。反式gydF4y2Ba。gydF4y2Ba2gydF4y2Ba， 1113-1127(1971)。gydF4y2Ba

    谷歌学者gydF4y2Ba

  13. 地震波衰减:粘弹性结晶固体中的能量耗散。gydF4y2Ba启的矿物质。GeochemgydF4y2Ba。gydF4y2Ba51gydF4y2Ba， 253-290 (2002)gydF4y2Ba

    中科院gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  14. Jackson, I.， Faul, U.和Skelton, R.。弹性调节的晶界滑动:来自实验和模型的新见解。gydF4y2Ba理论物理。地球的星球。国际米兰gydF4y2Ba。gydF4y2Ba228gydF4y2Ba， 203-210(2014)。gydF4y2Ba

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  15. Bollmann, W。gydF4y2Ba晶体缺陷和晶体界面gydF4y2Ba(施普林格,1970)gydF4y2Ba

  16. Hirth, J. P, Hirth, G.和Wang, J.矿物和金属的歧义和分离。gydF4y2Ba自然科学进展。美国gydF4y2Ba117gydF4y2Ba， 196-204(2020)。gydF4y2Ba

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  17. Volterra, V. Sur l ' quiliable des corps samlasis多重连接。gydF4y2Ba安。科学。生态。规范。第三吃晚饭。gydF4y2Ba24gydF4y2Ba， 401-517(1907)。gydF4y2Ba

    数学gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  18. Taupin, V.， Capolungo, L.， Fressengeas, C.， Das, A.和Upadhyay, M.用位错和位错场的弹塑性理论建立晶界模型。gydF4y2Baj .机械工程。理论物理。固体gydF4y2Ba61gydF4y2Ba中文信息学报，370-384(2013)。gydF4y2Ba

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  19. 科迪尔，P.等。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。gydF4y2Ba自然gydF4y2Ba507gydF4y2Ba， 51-56(2014)。gydF4y2Ba

    广告gydF4y2Ba中科院gydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  20. Gasc, J, Demouchy, S.， Barou, F.， Koizumi, S.和Cordier, P.岩石圈地幔的蠕变机制gydF4y2Ba构造物理学gydF4y2Ba761gydF4y2Ba， 16-30(2019)。gydF4y2Ba

    广告gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  21. Watanabe, T.， Obata, M.和Karashima, S. α铁锡合金的晶界迁移增强的高温晶间断裂。在gydF4y2Ba第6段2 .金属和合金强度(ICSMA 6)gydF4y2Ba(吉金斯编，r.c.) 671-676(佩加蒙，1982)gydF4y2Ba

  22. Schneibel, J. H, White, C. L.和Padgett, R. A.微量Sb和Zr对Ni-20% Cr合金蠕变和蠕变断裂的影响gydF4y2Ba第6段2 .金属和合金强度(ICSMA 6)gydF4y2Ba(吉金斯编，r.c.) 649-654(佩加蒙，1982)gydF4y2Ba

  23. Masuda, H.， Tobe, H.， Sato, E.， Sugino, Y.和Ukai, S. ODS铁素体钢的二维晶界滑动和地幔位错调节。gydF4y2BaActa板牙gydF4y2Ba。gydF4y2Ba120gydF4y2Ba， 205-215(2016)。gydF4y2Ba

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  24. Dupas-Bruzek, C, Tingle, T, Green, i.i.h, Doukhan, N. & Doukhan, J. C.橄榄石和尖晶石锗酸镁的流变学gydF4y2Ba2gydF4y2Ba地理gydF4y2Ba4gydF4y2Ba):缺陷显微组织的透射电镜研究。gydF4y2Ba理论物理。化学。矿业公司gydF4y2Ba。gydF4y2Ba25gydF4y2Ba， 501-514(1998)。gydF4y2Ba

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  25. Rösner, H.， Peterlechner, M.， k bel, C.， Schmidt, V.和Wilde, G.用相关的透射电镜分析测定金属玻璃剪切带的密度变化。gydF4y2BaUltramicroscopygydF4y2Ba142gydF4y2Ba， 1-9(2014)。gydF4y2Ba

    PubMedgydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  26. 小泉，S.等。真空烧结纳米矿物粉末制备致密细粒地幔复合材料聚集体。gydF4y2Ba理论物理。化学。矿业公司gydF4y2Ba。gydF4y2Ba37gydF4y2Ba， 505-518(2010)。gydF4y2Ba

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  27. 罗森海恩，W. & Ewen, D.金属的晶间凝聚力。gydF4y2BaJ.研究所gydF4y2Ba。gydF4y2Ba8gydF4y2Ba， 149-173(1912)。gydF4y2Ba

    谷歌学者gydF4y2Ba

  28. 柯,t·s·艾。金属晶界黏性行为的实验证据。gydF4y2Ba理论物理。牧师gydF4y2Ba。gydF4y2Ba71gydF4y2Ba， 533-546(1947)。gydF4y2Ba

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  29. Read, W. T. & Shockley, W.晶体晶界的位错模型。gydF4y2Ba理论物理。牧师gydF4y2Ba。gydF4y2Ba78gydF4y2Ba， 275-289(1950)。gydF4y2Ba

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  30. Keblinski, P.， Phillpot, S. R.， Wolf, D.和Gleiter, H.共价材料中非晶态晶间膜稳定性的热力学准则。gydF4y2Ba理论物理。(1gydF4y2Ba。gydF4y2Ba77gydF4y2Ba， 2965-2968(1996)。gydF4y2Ba

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  31. Richet, P.， Leclerc, F. & Benoist, L.。镁的玻璃化转变对橄榄石和尖晶石熔化的影响gydF4y2Ba2gydF4y2BaSiOgydF4y2Ba4gydF4y2Ba液体。gydF4y2Ba地球物理学。卷gydF4y2Ba。gydF4y2Ba20.gydF4y2Ba， 1675-1678(1993)。gydF4y2Ba

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  32. Jeanloz等人。冲击产生的橄榄石玻璃:第一次观察。gydF4y2Ba科学gydF4y2Ba197gydF4y2Ba， 457-459(1977)。gydF4y2Ba

    广告gydF4y2Ba中科院gydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  33. Lacam, A, Madon, M. & Poirier, J. P.在钻石顶砧高压细胞中形成橄榄石玻璃和尖晶石。gydF4y2Ba自然gydF4y2Ba288gydF4y2Ba， 155-157(1980)。gydF4y2Ba

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  34. Andrault, D, Bouhifd, M. A, Itie, J. P. & Richet, P. (Mg,Fe)的压缩和非晶化gydF4y2Ba2gydF4y2BaSiOgydF4y2Ba4gydF4y2Ba橄榄石:高达70 GPa的x射线衍射研究。gydF4y2Ba理论物理。化学。矿业公司gydF4y2Ba。gydF4y2Ba22gydF4y2Ba， 99-107(1995)。gydF4y2Ba

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  35. 古里埃，K，卡雷兹，P. &科迪尔，P.。gydF4y2Ba矿物质gydF4y2Ba9gydF4y2Ba， 787(2019)。gydF4y2Ba

    中科院gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  36. Kranjc, K.等。低温微柱变形实验中橄榄石的非晶化与塑性。gydF4y2Baj .地球物理学。Res.固体地球gydF4y2Ba125gydF4y2Ba， b019242(2019)。gydF4y2Ba

    谷歌学者gydF4y2Ba

  37. Nakamura等人。α-Al晶界滑动的第一性原理研究gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba3.gydF4y2Ba。gydF4y2Ba理论物理。启BgydF4y2Ba75gydF4y2Ba， 184109 (2007);勘误表gydF4y2Ba84gydF4y2Ba， 059903(2011)。gydF4y2Ba

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  38. 张忠，付忠，张荣，Legut, D. &郭辉。Al的异常力学强度与剪切变形路径gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba3.gydF4y2Ba具有高象似性的多态性。gydF4y2BaRSC的进步gydF4y2Ba6gydF4y2Ba， 12885-12892(2016)。gydF4y2Ba

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  39. 郭，D.等。晶粒边界滑动和非晶化是导致超硬纳米碳化硼中出现反向Hall-Petch关系的主要原因。gydF4y2Ba理论物理。(1gydF4y2Ba。gydF4y2Ba121gydF4y2Ba， 145504(2018)。gydF4y2Ba

    广告gydF4y2Ba中科院gydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  40. Schuh, C. A, Hufnagel, T. C. & Ramamurty, U.非晶合金的力学行为。gydF4y2BaActa板牙gydF4y2Ba。gydF4y2Ba55gydF4y2Ba中文信息学报(英文版)，2007)。gydF4y2Ba

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  41. 佐巴克，m.l.和佐巴克，m.m.gydF4y2Ba地球物理学专论gydF4y2Ba第6卷(编舒伯特，G.) 253-273(2007)。gydF4y2Ba

  42. Boioli, F.， Tommasi, A.， Cordier, P.， Demouchy, S.和Mussi, A.根据橄榄石位错蠕变的位错动力学模型推断的冷岩石圈地幔中的低稳态应力。gydF4y2Ba地球的星球。科学。列托语gydF4y2Ba。gydF4y2Ba432gydF4y2Ba， 232-242(2015)。gydF4y2Ba

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  43. Wallis, D.， Hansen, L. N.， Britton, T. B.和Wilkinson, a . J.高角分辨率电子背散射衍射作为地质矿物晶格畸变制图的新工具。gydF4y2Baj .地球物理学。Res.固体地球gydF4y2Ba124gydF4y2Ba， 6337-6358(2019)。gydF4y2Ba

    谷歌学者gydF4y2Ba

  44. Jackson, J. & Priestley, K.海洋和大陆岩石圈的热结构。gydF4y2Ba地球的星球。科学。列托语gydF4y2Ba。gydF4y2Ba233gydF4y2Ba， 337-349(2005)。gydF4y2Ba

    广告gydF4y2Ba中科院gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  45. 瓦特，A. B.和钟. S.海洋岩石圈挠曲和流变的观测。gydF4y2Ba地球物理学。j . IntgydF4y2Ba。gydF4y2Ba142gydF4y2Ba; 855-875(2000)。gydF4y2Ba

    广告gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  46. Kneller, e.a.， van Keken, p.e.， Karato, s.i。& Park, J.地幔楔中的b型橄榄石结构:来自高分辨率非牛顿俯冲带模型的见解。gydF4y2Ba地球的星球。科学。列托语gydF4y2Ba。gydF4y2Ba237gydF4y2Ba， 781-797(2005)。gydF4y2Ba

    广告gydF4y2Ba中科院gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  47. 地震后弛豫观测的岩石圈和浅层软流圈流变学。gydF4y2Ba理论物理。地球的星球。国际米兰gydF4y2Ba。gydF4y2Ba293gydF4y2Ba， 106271(2019)。gydF4y2Ba

    谷歌学者gydF4y2Ba

  48. 《地壳的强度》。gydF4y2Baj .地质师gydF4y2Ba。gydF4y2Ba22gydF4y2Ba， 28-48(1914)。gydF4y2Ba

    广告gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  49. O 'Reilly, S. Y. & Griffin, W. L.大陆岩石圈-软流圈边界:我们能取样吗?gydF4y2BaLithosgydF4y2Ba120gydF4y2Ba， 1-13(2010)。gydF4y2Ba

    广告gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  50. 王强。橄榄石的同源温度:对上地幔蠕变和橄榄石结构转变的影响。gydF4y2Ba科学。中国地球科学gydF4y2Ba。gydF4y2Ba59gydF4y2Ba中文信息学报，1138-1156(2016)。gydF4y2Ba

    广告gydF4y2Ba中科院gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  51. 在岩石圈和软流圈之间的边界上的池塘熔体。gydF4y2BaNat。GeoscigydF4y2Ba。gydF4y2Ba6gydF4y2Ba， 1041-1044(2013)。gydF4y2Ba

    广告gydF4y2Ba中科院gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  52. Kawakatsu, H.等。海洋板块岩石圈-软流圈边界清晰的地震证据。gydF4y2Ba科学gydF4y2Ba324gydF4y2Ba[j]， 2009。gydF4y2Ba

    广告gydF4y2Ba中科院gydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  53. 奈夫，S.，基，K.，康斯特布尔，S.和埃文斯，R. L.岩石圈-软流圈边界的富熔体通道观测。gydF4y2Ba自然gydF4y2Ba495gydF4y2Ba， 356-359(2013)。gydF4y2Ba

    广告gydF4y2Ba中科院gydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  54. Gaillard, F.， Malki, M.， Iacono-Marziano, G.， Pichavant, M.和Scaillet, B.软流圈中的碳酸盐熔体和电导率。gydF4y2Ba科学gydF4y2Ba322gydF4y2Ba， 1363-1365(2008)。gydF4y2Ba

    广告gydF4y2Ba中科院gydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  55. Green, d.h, Hibberson, w.o, Kovács, I.和Rosenthal, A.水及其对岩石圈-软流圈边界的影响。gydF4y2Ba自然gydF4y2Ba467gydF4y2Ba， 448-451 (2010);齿顶高gydF4y2Ba472gydF4y2Ba， 504(2011)。gydF4y2Ba

    广告gydF4y2Ba中科院gydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  56. Raleigh, C. B.橄榄石塑性变形机理。gydF4y2Baj .地球物理学。ResgydF4y2Ba。gydF4y2Ba73gydF4y2Ba， 5391-5406(1968)。gydF4y2Ba

    广告gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  57. 库维，H.等人。11gpa - 1400℃多砧台剪切变形试验。gydF4y2Ba欧元。j .矿物gydF4y2Ba。gydF4y2Ba16gydF4y2Ba; 877-889(2004)。gydF4y2Ba

    广告gydF4y2Ba中科院gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  58. Mainprice, D.， Tommasi, A.， Couvy, H.， Cordier, P. & Frost, D. J.橄榄石滑动系统的压力敏感性和地球上地幔地震各向异性。gydF4y2Ba自然gydF4y2Ba433gydF4y2Ba， 731-733(2005)。gydF4y2Ba

    广告gydF4y2Ba中科院gydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  59. Ismaïl, w.b. & Mainprice, D.一个橄榄石结构数据库:上地幔结构和地震各向异性概述。gydF4y2Ba构造物理学gydF4y2Ba296gydF4y2Ba， 145-157(1998)。gydF4y2Ba

    广告gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  60. 波拉克，H. N.和查普曼，D. S.关于热流、地热和岩石圈厚度的区域变化。gydF4y2Ba构造物理学gydF4y2Ba38gydF4y2Ba， 279-296(1977)。gydF4y2Ba

    广告gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  61. 伊顿，d.w.等。克拉通下面难以捉摸的岩石圈-软流圈边界。gydF4y2BaLithosgydF4y2Ba109gydF4y2Ba， 1-22(2009)。gydF4y2Ba

    广告gydF4y2Ba中科院gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  62. 费希尔，K. M, Ford, H. A.， Abt, D. L.和Rychert, C. A.岩石圈-软流圈边界。gydF4y2Ba为基础。Rev. Earth Planet。ScigydF4y2Ba。gydF4y2Ba38gydF4y2Ba， 551-575(2010)。gydF4y2Ba

    广告gydF4y2Ba中科院gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  63. Hiraga, T.， Miyazaki, T.， Tasaka, M. & Yoshida, H.地幔超塑性及其自我消亡。gydF4y2Ba自然gydF4y2Ba468gydF4y2Ba， 1091-1094(2010)。gydF4y2Ba

    广告gydF4y2Ba中科院gydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  64. 2. Tasaka, M.， Hiraga, T. & Zimmerman, M. E.矿物组分对菱辉石+顽辉石在粒度敏感蠕变过程中流变特性的影响。变形实验。gydF4y2Baj .地球物理学。ResgydF4y2Ba。gydF4y2Ba118gydF4y2Ba中文信息学报，3991-4012(2013)。gydF4y2Ba

    广告gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  65. Gasparik, T。gydF4y2Ba地质学家的相位图，地球内部地图集gydF4y2Ba462 (b施普林格，2003)。gydF4y2Ba

  66. 陈春华，普瑞纳，D.系统gydF4y2Ba2gydF4y2BaSiOgydF4y2Ba4gydF4y2Ba-SiOgydF4y2Ba2gydF4y2Ba压力高达25千巴。gydF4y2Ba点。矿物gydF4y2Ba。gydF4y2Ba60gydF4y2Ba， 398-406(1975)。gydF4y2Ba

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  67. 帕特森，理学硕士gydF4y2Ba岩石的脆性-韧性转变:体积gydF4y2Ba(编Duba, A. et al.) 187-194 (AGU, 1990)。gydF4y2Ba

  68. tieme, M.， Demouchy, S.， Mainprice, D.， Barou, F. & Cordier, P.橄榄石在1000-1200℃瞬态蠕变过程中的应力演化及相关微观结构。gydF4y2Ba理论物理。地球的星球。国际米兰gydF4y2Ba。gydF4y2Ba278gydF4y2Ba， 34-46(2018)。gydF4y2Ba

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  69. Mei, S.和Kohlstedt, D.L.水对橄榄石聚集体塑性变形的影响。扩散蠕变状态。gydF4y2Baj .地球物理学。ResgydF4y2Ba。gydF4y2Ba105gydF4y2Ba[j] .中文信息学报，2000。gydF4y2Ba

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  70. Fei, H.等。无水长石中硅的高自扩散系数。gydF4y2Ba地球的星球。科学。列托语gydF4y2Ba。gydF4y2Ba345 - 348gydF4y2Ba， 95-103(2012)。gydF4y2Ba

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  71. Guignard, J.， Bystricky, M.和b jina, F.用火花等离子烧结(SPS)制备致密细粒聚集体，这是实验岩石学中的一种独创技术。gydF4y2Ba欧元。j .矿物gydF4y2Ba。gydF4y2Ba23gydF4y2Ba， 323-331(2011)。gydF4y2Ba

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  72. Manthilake, m.a.g.m.， Walter, N.， & Frost, D.J.一种新的多砧压力机，采用六个独立作用的8 MN液压闸板。gydF4y2Ba高的媒体。ResgydF4y2Ba。gydF4y2Ba32gydF4y2Ba， 195-207(2012)。gydF4y2Ba

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  73. 兰登，李晓东，李晓东。超塑性Pb-62%锡共晶的晶间和相间边界滑动研究。gydF4y2Ba《金属gydF4y2Ba。gydF4y2Ba27gydF4y2Ba， 251-257(1979)。gydF4y2Ba

    中科院gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  74. 表面结构对晶界滑动的影响。gydF4y2Ba金属。反式gydF4y2Ba。gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba， 797-801(1972)。gydF4y2Ba

    中科院gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  75. Fryer, D. S, Nealey, P. F. & de Pablo, J. J.超薄聚合物薄膜玻璃化转变温度随厚度的函数的热探针测量。gydF4y2Ba大分子gydF4y2Ba33gydF4y2Ba[j] .中文信息学报，2000。gydF4y2Ba

    广告gydF4y2Ba中科院gydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  76. Van Cappellen, E.和Doukhan, J. C.离子化合物的定量透射x射线微分析。gydF4y2BaUltramicroscopygydF4y2Ba53gydF4y2Ba， 343-349(1994)。gydF4y2Ba

    谷歌学者gydF4y2Ba

  77. Cliff, G.和Lorimer, G.薄标本的定量分析。gydF4y2Baj .微指令gydF4y2Ba。gydF4y2Ba102gydF4y2Ba， 203-207(1975)。gydF4y2Ba

    谷歌学者gydF4y2Ba

下载参考gydF4y2Ba

致谢gydF4y2Ba

我们感谢欧洲研究理事会(ERC)在欧盟地平线2020研究和创新计划下的资助，资助协议编号787198 - TimeMan。里尔的TEM设施得到了北加来海峡区域委员会和欧洲区域发展基金的支持。艾滋病是由比利时国家科学研究基金(FSR-FNRS)授权的。本研究得到了法国国家研究机构(Agence Nationale de la Recherche)的部分支持，低压实验由ANR INDIGO资助(ANR-14- ce33 -0011)，高压实验由德国亚历山大·冯·洪堡基金会和巴伐利亚自由州资助，高压实验由JSPS KAKENHI资助(编号JP18K03799)，以及东京地震研究所的合作研究计划。gydF4y2Ba

作者信息gydF4y2Ba

作者指出gydF4y2Ba

  1. 卡洛琳•博林格gydF4y2Ba

    目前地址:IRAP，图卢兹大学，CNRS, CNES, UPS，图卢兹，法国gydF4y2Ba

  2. 朱利安GascgydF4y2Ba

    现地址:法国巴黎，CNRS, UMR8538， normal supsamrieure实验室，ÉcolegydF4y2Ba

作者及单位gydF4y2Ba

  1. 材料科学电子显微镜，安特卫普大学，安特卫普，比利时gydF4y2Ba

    Vahid Samae, Dominique Schryvers和Hosni IdrissigydF4y2Ba

  2. 里尔大学，CNRS, INRAE，里尔中央，UMR 8207, UMET, unitureatriaux et Transformations，里尔，法国gydF4y2Ba

    Patrick Cordier和Alexandre MussigydF4y2Ba

  3. 法国大学研究所，巴黎，法国gydF4y2Ba

    帕特里克·科迪亚gydF4y2Ba

  4. 蒙彼利埃，蒙彼利埃大学，CNRS, UMR，蒙彼利埃，法国gydF4y2Ba

    Sylvie Demouchy和Julien GascgydF4y2Ba

  5. Bayerisches地质研究所，Universität Bayreuth, Bayreuth，德国gydF4y2Ba

    卡洛琳•博林格gydF4y2Ba

  6. 东京大学地震研究所，日本东京gydF4y2Ba

    高市早小泉gydF4y2Ba

  7. 鲁汶天主教大学力学、材料与土木工程研究所，比利时鲁汶-la- neuvegydF4y2Ba

    胡斯尼IdrissigydF4y2Ba

作者gydF4y2Ba
  1. 瓦希德SamaegydF4y2Ba
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    您也可以在中搜索该作者gydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  2. 帕特里克·科迪亚gydF4y2Ba
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    您也可以在中搜索该作者gydF4y2BaPubMedgydF4y2Ba谷歌学者gydF4y2Ba

  3. 西尔维DemouchygydF4y2Ba
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  4. 卡洛琳•博林格gydF4y2Ba
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  5. 朱利安GascgydF4y2Ba
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  6. 高市早小泉gydF4y2Ba
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  7. 亚历山大MussigydF4y2Ba
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  8. 多米尼克•SchryversgydF4y2Ba
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  9. 胡斯尼IdrissigydF4y2Ba
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贡献gydF4y2Ba

pc设计了这项研究，pc和hiv共同监督。S.K.制备了起始材料纳米forsterite。C.B.制备了粗粒的森林长石。j.g.、S.D.和C.B.进行了变形实验。v.s.， h.i.， a.m.， D.S.和P.C.进行了TEM分析。所有作者都对数据进行了讨论和分析。p.c.， H.I.和S.D.撰写了这篇论文，所有作者都贡献了自己的力量。gydF4y2Ba

相应的作者gydF4y2Ba

对应到gydF4y2Ba帕特里克·科迪亚gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

道德声明gydF4y2Ba

相互竞争的利益gydF4y2Ba

作者声明没有利益冲突。gydF4y2Ba

额外的信息gydF4y2Ba

同行评议信息gydF4y2Ba自然gydF4y2Ba感谢Pamela Burnley和其他匿名审稿人对本文同行评议的贡献。gydF4y2Ba

出版商的注意gydF4y2Bab施普林格《自然》杂志对已出版的地图和机构的管辖权要求保持中立。gydF4y2Ba

扩展数据图和表gydF4y2Ba

图1采用ACOM-TEM方法获得的TEM方位图。gydF4y2Ba

空间分辨率为6nm。这三种晶体颗粒(红、蓝、绿)是与橄榄石(gydF4y2BaPbnmgydF4y2Ba空间群，两个衍射图样作为插图提供)。该图是可靠性图(较暗的区域索引较差)和垂直方向的反向极图(使用插图中显示的颜色代码)的组合。在晶粒之间是一种无定形相(橙色，与forsterite取向的颜色代码无关)，在插图中呈现了衍射。gydF4y2Ba

图2 NF1050-1试样晶间非晶相的化学分析(STEM-EDX)。gydF4y2Ba

一个gydF4y2Ba，gydF4y2BaegydF4y2Ba，gydF4y2Ba我gydF4y2Ba，研究的三个区域的STEM亮场图像。gydF4y2BabgydF4y2Ba，gydF4y2BafgydF4y2Ba，gydF4y2BajgydF4y2Ba结合STEM和化学Si图，显示了Si在非晶相中的存在。gydF4y2BacgydF4y2Ba，gydF4y2BaggydF4y2Ba，gydF4y2BakgydF4y2Ba组合Si和Mg图显示了锻造体晶粒和非晶相之间的组成(Mg, Si)的连续性。辉石颗粒中Mg元素明显富集。gydF4y2BadgydF4y2Ba，gydF4y2BahgydF4y2Ba，gydF4y2Ba我gydF4y2Ba，量化后的Si和Mg组合图，使用现有方法进行gydF4y2Ba76gydF4y2Ba在化学计量氧化物的基础上，用标准试样得到gydF4y2BakgydF4y2Ba因素gydF4y2Ba77gydF4y2Ba镁和硅。在gydF4y2BadgydF4y2Ba，在非晶层较大的地方，可以精确地进行厚度校正，表明非晶相完全具有锻造石的成分。在gydF4y2BahgydF4y2Ba和gydF4y2Ba我gydF4y2Ba，非晶层更小更薄，厚度不均匀使得定量不可靠，因此在最薄的区域观察到的局部偏差应该小心。gydF4y2Ba

扩展数据图3试件NF1050-1gydF4y2Ba

尽管垂直晶界有广泛的锯齿状，但中间的锻造体晶粒(在布拉格条件下)没有位错活动(没有缺陷)。左边的晶粒仅在箭头所示的地方显示了由于缺陷造成的应变迹象。gydF4y2Ba

图4晶界非晶态层的HRTEM图像。gydF4y2Ba

实验M639在1200℃、5 GPa的多砧压力机中变形。晶体的快速傅里叶变换在插图中显示。gydF4y2Ba

图5未变形试样的晶界。gydF4y2Ba

一个gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2BadgydF4y2Ba参考文献中使用的起始材料中四个晶界的HRTEM。gydF4y2Ba20.gydF4y2Ba在帕特森压力机上进行变形实验之前。gydF4y2Ba

图6试件M576gydF4y2Ba

晶界HRTEM显示为非晶层;插图显示了不同区域的快速傅里叶变换。gydF4y2Ba

图7 NF950-1试样晶界的透射电镜图。gydF4y2Ba

一个gydF4y2Ba，解理样晶间破裂的证据(边界以箭头表示)。gydF4y2BabgydF4y2Ba一些晶界显示出内部流状结构的证据。gydF4y2BacgydF4y2Ba，这种边界的倾斜视图，显示边界内的细胞结构。在这个温度下，排水量很小。gydF4y2Ba

图8 NF1050-1试样晶界滑动的证据(CTEM图像)。gydF4y2Ba

一个gydF4y2Ba，箭头表示在拉伸应力分量作用下晶界打开的位置。这些位移必须伴随着邻近边界的一些剪切。没有标记，这些剪切位移无法量化。gydF4y2BabgydF4y2Ba两张显微照片的组合。该区域沿垂直边界位移较大，可能处于水平拉伸载荷作用下。由于晶体和非晶态材料之间的离子稀释率不同，黑色星状区域没有剩余的非晶态物质(如gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba）.在左边的边界，位于较厚的区域，保留了一些无定形橄榄石(“am”)。该边界处的拉伸位移(约190 nm)用于计算局部应变(方法)。白色星号表示的边界显示了韧性流动的强有力的形态学证据。右边的仍然是无定形的橄榄石。gydF4y2BacgydF4y2Ba中心的晶粒可能受到了复杂的三轴载荷，这是由非晶化(一些是保留的，“am”)和涉及旋转、拉伸和剪切成分的流动(箭头)所适应的。右下角是在拉伸载荷下仍然充满非晶材料的晶界。邻近的晶界(白色钻石)也一定经历了一些剪切。对于靠近开放边界的边界(白色三角形)也可能是这种情况。gydF4y2Ba

扩展数据图9证据(菲涅尔显微照片，ΔgydF4y2BafgydF4y2Ba试样M640 (5 GPa, 1000℃)晶界滑动≈−20 μm。gydF4y2Ba

符号代表标记，有助于可视化剪切(由白色箭头表示)。菲涅耳对比所证明的一些剪切带用黑色箭头表示。由于晶粒的形状，晶界上部的纯剪切滑动位移在晶界中部转变为开口。gydF4y2Ba

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Samae, V.， Cordier, P.， Demouchy, S。gydF4y2Baet al。gydF4y2Ba应力诱导的非晶化引起岩石圈地幔的变形。gydF4y2Ba自然gydF4y2Ba591gydF4y2Ba， 82-86(2021)。https://doi.org/10.1038/s41586-021-03238-3gydF4y2Ba

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