蠕變空穴

蠕變空穴

蠕變空穴形成於擴散蠕變的顆粒邊界滑動的過程中,蠕變空穴是指原本形成於顆粒三聯點和顆粒邊界處的粒間孔的增大和合併。

基本介紹

  • 中文名:蠕變空穴 
  • 外文名:creep cavitation 
  • 別名:蠕變空化帶 
形成機制,形成意義,

形成機制

蠕變空穴是指原本形成於顆粒三聯點和顆粒邊界處的粒間孔的增大和合併,蠕變空穴形成於顆粒邊界滑動的過程中。在剪下帶中心的岩石受到剪下力的作用,顆粒發生旋轉,在顆粒邊界處開始形成孔隙,隨著力的不斷作用,孔隙逐漸增大,最後合併。受剪下力形成的蠕變空穴有一定的定向性,與糜棱葉理的夾角大約20-30°。
這樣的粒間孔隙的形成造成了體積的膨脹,通過計算從原岩到超糜棱岩的轉化過程中,岩石的體積增大了2%左右。在空穴的部位,便形成了相對低壓的區域,由於壓差的產生,在高壓區和低壓區可能存在一定物質的流動和轉移。

形成意義

在中下地殼,流體流動不能像上地殼那樣由於存在活動的裂縫始終保持一個高的滲透率來解釋,由於溫度的升高,以及韌性變形作用導致流體通道嚴重變形無法流通。但由於顆粒邊界的滑動形成的蠕變空穴,形成了空間和相對的低壓區,可能會成為流體流動的一種解釋。
通過大量實驗室實驗和野外研究,提出顆粒流體泵模型來解釋在中心地殼韌性剪下帶中流體的流動。主要的解釋為:在變形時,充滿流體的孔隙可以通過顆粒邊界進行交流,即由於顆粒邊界的滑動產生新的蠕變空穴的打開導致相鄰孔隙之間的顆粒級流體壓力差異,使顆粒流體泵啟動。單個顆粒邊界孔隙中的流體壓力是相鄰孔隙的壓差和發生沉澱、溶解反應導致體積變化引起壓力的結合。只要不斷的有顆粒邊界滑動發生,就會產生新孔隙的產生和老孔隙的閉合,存在動態的滲透率。這個流體泵模型就是依賴孔隙間形成的壓差。因此,擴散蠕變機制提供了一個穩定的、非偶然性的流體遷移。
在剪下帶中心,與擴散蠕變相伴生的一個很重要的過程:溶解、沉澱反應。物質的溶解也促進了孔隙空間的形成,溶解的物質隨著流體的流動不斷遷移,最終在新的孔隙中發生沉澱,所以說韌性剪下帶中心,剪下作用的發生伴隨著物質的重新分布。

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