REOLOGÍA

REOLOGÍA

1. Estudio de las propiedades mecánicas de materiales sólidos, así como fluidos y gases.

   • ¿Qué tiene que ver los flujos y fluidos con las rocas?
     • todo está en constante cambio
     • influye el tiempo geológico
     • fluye: agua, aceite, jarabe, asfalto, hielo, vidrio y rocas
     • El efecto de la temperatura es la principal razón por la que el flujo se produce principalmente en la corteza media e inferior en lugar de en la fría corteza superior.
       • Las rocas de corteza inferior también pueden fracturarse bajo ciertas condiciones, particularmente en las rocas "secas" más o menos desprovistas de fluidos.
       • la corteza superior tiende a fracturarse sólo porque es la forma común los minerales de la corteza superior como el cuarzo y el feldespato reaccionan a la tensión en condiciones de corteza superior

2. Condiciones ideales

   • los materiales reaccionan al estiramiento en tres fundamentalmente diferentes maneras:
     • elástico
     • plástico
     • viscoso
     • Elástico, viscoso y deformación plástica ilustrada por análogos mecánicos, estrés-deformación (tasa) curvas (centro) y tensión curvas de la historia (derecha).

3. materiales elásticos

   • resiste a un cambio de forma, pero se estira a medida que se aplica más estrés. Lo ideal sería que volviera a su estado original.
   • Deformación elástica ilustrada (a-c) por uniaxial extensión de una varilla. Cuanto más fuerte es la fuerza F que actúa en el extremo área A, cuanto más larga sea la varilla (longitud l). Si el material es lineal elástica, entonces la relación entre la extensión e y s (¼ F/A) es lineal y forma una línea en el espacio electrónico (d). El El gradiente de la línea es E (módulo de Young). Cuando la fuerza es relajado, el material vuelve a su longitud original (el origen).

4. La deformación elástica y la proporción de Poisson

   • Algunos minerales y rocas muestran una elasticidad lineal, lo que significa que siguen el mismo camino lineal en el estrés... tensar el espacio durante la acumulación de tensión como durante la descarga. Datos de Griggs y Handin (1960) y Hobbs y otros (1972).
   • tipos de elasticidad
     • elasticidad lineal
     • deformación elástica perfecta
     • elasticidad con histéresis

5. LA PROPORCIÓN DE POISSON Y ONDAS DE SONIDO

   • medida de la compresibilidad perpendicular de un medio a un estrés aplicado y puede expresarse en términos de velocidades de las ondas P (VP) y las ondas S (VS).
   • Ondas P o las ondas compresivas son ondas de elásticas deformación o energía en la que las partículas oscilan en la dirección de la propagación de las ondas. Convencional Las secciones sísmicas se basan en las ondas P.
   • Ondas S o Las ondas de cizallamiento son ondas corporales elásticas donde las partículas oscilan perpendicularmente a la dirección de propagación.

6. Plasticidad y flujo: permanente deformación

   • las rocas calentadas tienden a fluir y acumularse deformación permanente, y a veces muy grande cepas permanentes.
   • Las rocas nunca pueden llegar a ser fluidos a menos que se derritan, pero a altas temperaturas y más tiempo geológico pueden acercarse bastante en términos de reología.
   • Viscoso lineal (línea recta) y no lineal reología en el espacio de la tasa de estrés esfuerzo. La pendiente de la línea recta es la viscosidad (estrés sobre la tensión). La curva no lineal tiene una cambiando gradualmente el gradiente, lo que se llama la viscosidad efectiva

7. Endurecimiento y ablandamiento de la tensión

   • Las rocas no se comportan generalmente como materiales perfectamente plásticos durante la deformación plástica. La tasa de deformación es probable que tienen un efecto, y es probable que el nivel de estrés cambie durante la historia de la deformación
   • Reología El endurecimiento por tensión es particularmente evidente en los metales, que puede hacerse más duro o más resistente a través de deformación plástica.

8. Modelos combinados

   • puede ser útil combinar estos tres tipos de deformaciones para describir deformación natural de la roca.
   • Combinaciones de deformación elástica, viscosa y plástica ilustradas por análogos mecánicos (izquierda), tensión-deformación (tasa) curvas y curvas de la historia de la tensión (derecha). La deformación elástica perfecta está representada por un muelle, mientras que una caja con fricción basal representa una perfecta deformación plástica. La perfecta deformación viscosa está representada por un guión. YP, punto de rendimiento; t1, tiempo de tensión la eliminación.

9. experimentos

   • Los experimentos son la base de gran parte de nuestra comprensión de flujo en la roca. En el laboratorio podemos elegir el medio y controlar las variables físicas como la temperatura, la presión, las condiciones de estrés y la tasa de tensión.
     • a) La configuración de carga estándar en triaxial plataformas. La carga axial sa y la presión de confinamiento (Pc) son controlado independientemente. b) Una configuración en la que una torsión se añade a la compresión axial y a la presión de confinamiento. Esta configuración permite que se acumulen grandes tensiones de cizallamiento.
   • Experimentos de velocidad de tensión constante
     • Durante los experimentos en los que se fija la velocidad de la tensión, la muestra primero se deforma elásticamente antes de acumularse permanentemente es decir, el comportamiento general de las rocas por debajo del nivel de fracturas.

10. El papel de la temperatura, el agua, etc.

    • Un aumento de la temperatura reduce el estrés de rendimiento o debilita la roca
    • Estrés-esfuerzo curvas para el mármol de Yule extendido a) normal y b) Paralelo a la foliación. Los datos de Heard y Raleigh (1972). c) Estrés-esfuerzo curvas para el mármol de Yule en 500 C para una variedad de cepas de las tasas. De Heard (1960).

11. ISOTROPÍA O ¿HOMOGÉNEO?

    • Homogéneo significa ser similar o uniforme, mientras que isotrópico significa tener propiedades que no varían con la dirección.
      • Curvas de la tasa de estrés-deformación para el olivino seco simple cristales comprimidos en tres diferentes cristalogramas direcciones. A cualquier velocidad de deformación, la deformación es más fácil para los cristales acortado en la dirección [110], debido a la menor fuerza de el sistema de deslizamiento (010)[100] (véase el capítulo 10). Los datos de Durham y Goetze (1977).
      • La naturaleza dependiente de la escala del dúctil estilo de deformación ilustrado por un perfil regional (arriba), donde las capas parecen continuas (estilo de deformación dúctil), y de cerca (abajo), donde se hace evidente que la deformación es por múltiples pequeñas fallas. Este ejemplo es directamente relevante para deformación sísmica contra sub-sísmica.

12. reología en la litosfera

    • Las rocas y los minerales reaccionan de manera diferente al estrés y dependen sobre la anisotropía cristalográfica, la temperatura, la presencia de fluidos, tasa de esfuerzo y presión.
      • Ilustración de la relación entre la ductilidad y estilos de deformación frágil y plástico y frágil (fricción) mecanismos de microescala. El ejemplo 4 es imposible porque no podemos formar una frágil estilo de deformación por medio de Mecanismos 100% plásticos.

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