Influence of stress and strain on dolomite rim growth: a comparative study
Influence of stress and strain on dolomite rim growth: a comparative study
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应力应变对白云石边缘生长的影响：比较研究
DOI：
10.1007/s00410-015-1172-1
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发表时间：
2015
影响因子：
3.5
通讯作者：
G. Dresen
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
E. Rybacki;L. F. G. Morales;G. Dresen
在温度为750 °C、围压为400 MPa、应力为7 ~ 38 MPa、试验持续时间长达171 h的条件下，利用定向天然方解石和菱镁矿单晶进行了三轴压缩和扭转试验，研究了非均衡应力和应变对白云石反应边生长的影响。反应产物由多晶镁方解石层、栅栏状白云石和粒状白云石颗粒组成。在所有的实验中，非弹性变形分为方解石和反应产物，而菱镁矿保持不变形。方解石变形的孪生和位错蠕变，其中激活额外的滑移系统在高应力允许高应变。根据晶粒尺寸，镁方解石变形扩散蠕变和/或晶界滑动，孪生，位错蠕变。白云岩变形主要是通过扩散蠕变，辅助增强位错活动，使钙富集在颗粒边缘。观察到反应产物的弱结晶择优取向。在三轴压缩，白云石边缘生长扩散控制，并没有表现出影响的轴向应力高达38 MPa的反应动力学。在高应变（>0.1）下，镁方解石层更宽，表明更快的生长动力学。这可能与增强的位错活动所提供的额外扩散途径有关。在很高的应变（>0.3-0.6），扭曲的样品显示，随着应变（-率）的增加，白云石和镁方解石层厚度逐渐减少。
Triaxial compression and torsion experiments were performed to investigate the influence of non-isostatic stress and strain on dolomite reaction rim growth using orientated natural calcite and magnesite single crystals at a temperature of 750 °C, 400 MPa confining pressure, stresses between 7 and 38 MPa, and test durations up to 171 h. Reaction products were composed of a polycrystalline magnesio-calcite layer, palisade-shaped dolomite, and granular dolomite grains. In all experiments, inelastic deformation was partitioned into calcite and reaction products, while magnesite remained undeformed. Calcite deformed by twinning and dislocation creep, where the activation of additional glide systems at high stress allowed high strain. Depending on grain size, magnesio-calcite deformed by diffusion creep and/or grain boundary sliding, twinning, and dislocation creep. Dolomite deformed mainly by diffusion creep, assisted by enhanced dislocation activity allowing Ca enrichment in the granular rim. A weak crystallographic preferred orientation of the reaction products was observed. In triaxial compression, dolomite rim growth was diffusion-controlled and showed no influence of axial stresses up to 38 MPa on the reaction kinetics. At high strain (>0.1), the magnesio-calcite layer is wider suggesting faster growth kinetics. This may be related to additional diffusion pathways provided by enhanced dislocation activity. At very high strain (>0.3–0.6), twisted samples showed a gradual decrease in layer thickness of dolomite and magnesio-calcite with increasing strain (-rate).
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