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利用惯量椭圆进行岩石有限应变分析 总被引：3，自引：0，他引：3
提出了利用惯量椭圆对任意形状矿物颗粒进行描述的方法,并利用惯量椭圆理论,计算了岩石薄片中任意形状矿物颗粒的惯量椭圆,通过颗粒面积对椭圆参数进行标准化,得到每一矿物颗粒的等效应变椭圆。等效应变椭圆能够有效地反映对应矿物颗粒的优选方位以及变形特征,进而利用椭圆的矩阵参数形式对等效应变椭圆进行统计分析,获得岩石的有限应变椭圆;同时给出了相应的数值计算方法,编制了软件Straindesk,并得到了成功的应用。该方法克服了先前应变测量中的局限性,方便实现计算机的自动分析,具有较强的有效性和广泛的适用性。 相似文献
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有限应变测量是研究岩石变形特征的重要研究内容。为了提高岩石有限应变测量的精度与速度,改变手工测量岩石有限应变耗时、枯燥的状况,应用多重图像限制的自动种子区域生长算法,以大青山地区为例,对如变形区内的石英砂岩有限应变进行了自动测量。该算法综合多个图像、利用色彩信息,不需要特殊设备即可对颗粒进行自动识别。算法还在叠加后的图像中,应用了修改的Canny边缘检测算法增强颗粒边界与内部的对比度。识别结果与手工测量的颗粒,在质心坐标、面积、长轴、短轴、有限应变测量方面具有很大的相似性。 相似文献
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鄂东南铁山不对称骨节状石香肠构造基质层中的应变测量与分析 总被引：1，自引：1，他引：0
鄂东南铁山是亚洲首个发现骨节状石香肠构造的地区。以该区不对称骨节状石香肠构造为研究对象,利用惯量椭圆法对其基质层进行有限应变测量,获得真应变差、运动学涡度等相关参数及有限应变椭圆长轴展布方位的分布图。对所获数据资料研究表明:该不对称骨节状石香肠构造基质层的应变受其能干层控制,有限应变值与其离能干层的距离趋于负相关,且与其矿物颗粒粒径呈负相关,在平行于石香肠构造伸展方向上基质层有限应变分布不均;石香肠体附近与之相近规模的变形构造可使其相应基质中的应变分布紊乱;该不对称骨节状石香肠构造是由早期平行于层面简单剪切叠加晚期平行层面伸长、垂直层面压缩的纯剪切作用形成。与不对称鱼嘴状石香肠构造对比研究表明,两者基质层中简单剪切与纯剪切的分布均分别与其相对增厚与减薄区段对应,而两者形态的不同主要与石香肠体不连续处充填物的能干性不同有关,再次表明两者均是较好的岩石流变学标志。 相似文献
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大别山北缘的晓天—磨子潭韧性剪切带主体发育在北大别片麻岩之上,具有近水平左行剪切的运动学特征;剪切带自中心向外围依次发育超糜棱岩、糜棱岩、初糜棱岩、变形片麻岩(片岩)、围岩,发生变形的主要造岩矿物包括石英、长石、角闪石、云母等。岩石有限应变测量和矿物颗粒形态学优选方位统计显示,随着糜棱岩化程度的加强,主要造岩矿物平均粒径均呈递减变化;矿物长短轴所反映的应变均呈加强的趋势,矿物长轴与X的锐夹角皆逐渐变小;以90°为一个区间统计的矿物长轴定向显示,变形矿物的长轴在钝角区间(顺剪切方向)有优选,以15°为一个区间统计的矿物长轴定向显示,矿物定向存在一定对称性,即在锐夹角区的优选区间和钝夹角区的优选区间互为补角区间。此外,云母矿物的应变在不同样品中均显示最大,其次为石英、角闪石、长石;随着构造岩类型的不同,应变的变化趋势最明显的也是云母,其次为石英,角闪石和长石变化不明显;矿物长轴与X轴夹角的统计表明,云母、角闪石长轴与X轴锐夹角比石英、长石均偏小。矿物的变形还表明,指示剪切带剪切方式最明显的是云母类矿物,尤其是云母鱼构造,是判定运动方向的可靠标志,其次是角闪石,较之斜长石更易形成不对称残斑构造;综合矿物在剪切带中的含量和分布,结构特点,以及对剪切带应变反映的"灵敏性"等方面的因素,石英矿物最能表现剪切带的整体应变状态,是较为理想的应变标志矿物。上述结果表明不同矿物随变形环境的渐变,在粒径、应变、形态学优选等方面具有较统一的变化,即不同变形矿物在反映剪切带的剪切作用方式、应力—应变等特征时是较为一致的;同时不同矿物在上述变化中又表现出区别于其他矿物的各自特点,这反映了矿物自身的晶体结构、结晶形态、力学性质、变形习性等特性。所以,对于研究韧性剪切带而言,针对不同研究内容,要综合不同矿物的变形情况来选取合适的变形矿物及其变形组构来研究,才能得到更准确的结果和更合理的解释。 相似文献
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杨新岳 《大地构造与成矿学》1993,17(1):82-92
本文运用 Apple Macitonsh 计算机对无应变的均匀离散点分布进行系列平面应变模拟,应变叠加模式分别采用具普遍意义的成岩压实+顺层缩短(LPS)+压溶作用和成岩压实+简单剪切+压溶作用。对各应变阶段的变形点分布进行相应的 Fry 法应变测量,并配合低变形砂岩样品的 Fry 法应变分析实例.证实 Fry 法应变测量方法为一非常有用的应变测量方法,其结果不仅能较好地揭示全岩总应变特征,而且能揭示出许多应变叠加的信息,Fry 法揭示的全岩有限应变椭球主面的方位也较为真实可靠。而 Fry 法运用于应变分布不均匀的劈理化岩石中时,能揭示不同变形域的应变特征,从而达到应变分解的目的。 相似文献
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有限应变测量是韧性变形定量估算的主要手段。Fry法有限应变测量以变形颗粒,如变形砾石、鲕粒、近等轴矿物等为应变标志体,地质实践中较容易获得,是岩石有限应变测量的最普遍手段。其传统测量过程极为繁琐,难以满足大范围应变测量的要求,数据精度也较低,限制了Fry法的应用。前人曾根据Fry法原理设计了计算机程序,但其程序相关编程语言如今已基本不能使用。本研究基于目前地质上较普遍使用的制图软件CorelDRAW平台的VBA编程,设计出一个基于CorelDRAW平台的Fry法应变测量宏程序FRY-1。在新图层上将所有变形颗粒的中心点标出后,运行FRY-1宏程序即可快速得到精确的Fry图解,并计算出相对精确的R值。通过实例与“最邻近心对心法”的测量结果进行的对比,证明该方法简便易操作,并可大幅提高有限应变测量的效率和有效减小误差。 相似文献
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糜棱岩韧性变形发生的应变局部化过程,尤其是多相糜棱岩第二相对基质相变形的影响一直是显微构造研究难点.研究表明糜棱岩借助颗粒边界滑移实现多相混合,形成多矿物相集合体.在多相糜棱岩内,第二相在基质相颗粒边界施加齐纳阻力,牵制基质相颗粒边界的迁移速率,破坏基质相颗粒的动态平衡过程,使基质相颗粒位于古应力计对应的颗粒粒度以下,导致基质相整体的表面积增大,促进扩散交换过程,提高了扩散蠕变,降低了基质相位错蠕变和结晶学优选方位(CPO)形成的效率,使变形机制从颗粒粒径不敏感蠕变机制(GSI)过渡为颗粒粒径敏感蠕变机制(GSS).另外,多相糜棱岩内的第二相具有诱导应变局部化的效应,使塑性应变局部化更为强烈,引起物质强度的变化,进而引起岩石变形过程和岩石圈流变行为的改变.选取秦岭群花岗质糜棱岩进行多相矿物糜棱岩定量化研究,结果显示花岗质糜棱岩伴随着云母含量的增多以及各相混合程度的增大,石英的颗粒粒度明显减小,CPO强度显著降低,基质相显微变形受第二相控制逐渐增强. 相似文献
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近些年,定量化火成岩结构研究表明,利用常规的岩矿鉴定设备,获取不同尺度的火成岩二维岩相学照片,通过肉眼识别矿物颗粒,并借助图像处理和结构分析软件,可以准确地量化火成岩的结构特征。本文结合近些年国内外同行的研究成果,对火成岩二维定量化结构分析方法中常用的多种观测方式优缺点进行了总结。粒度在毫米级以下的火成岩的定量化结构参数,可以用偏光显微镜下的透射光、反射光、阴极发光和电子探针背散射成像中的两种或两种以上观测方式进行分析,并具有较高的精度和准确度。粒度小于0.03 mm的各种镁铁质矿物可用反射光和背散射图进行分析,灰度近似的镁铁质矿物可以利用图像处理软件赋予不同的彩色,提高颗粒间的辨识度。常规偏光显微镜下不易区分的长英质矿物和多数副矿物可用偏光显微镜阴极发光进行分析。粒度在毫米级以上的造岩矿物可以用光片或野外测量的方式进行定量分析。为了方便相关领域学者使用火成岩二维定量化结构分析方法,本文详细列出了具体的分析步骤,并结合一个玄武岩样品中的橄榄石斑晶数据结果,重点分析以下4个方面的问题:(1)如何准确识别矿物颗粒边界;(2)矿物含量和形态的确定;(3)分析区域面积和颗粒数的确定;(4)不同晶体群的区分。分析结果表明,颗粒数100~500颗时,晶体粒度分布(CSD)的截距和斜率、矿物含量、定向程度和粒状矿物的三轴比在误差范围内没有显著区别,但颗粒最大长度和聚集程度会被低估。当颗粒数小于300颗时,晶体空间聚集程度的R值会被高估0.05~0.2,这一点在以往的研究中没有得到充分重视。当颗粒数大于500颗时,所有结构参数都趋于稳定,且精度和准确度都会显著提高。目前多数研究者提供的结构参数往往与观测和统计方式有关,缺乏对应的原始数据,不方便同行间的对比研究,建议学者今后发表相关成果时,提供详细的分析步骤和最原始的数据。分析步骤重点说明包括:(1)聚集矿物边界的识别和处理方式;(2)晶体三维形态的确定方法,样品间CSD参数的变化是否是由形态参数变化引起;(3)能够准确识别的矿物颗粒最小粒度;(4)利用颗粒数较多的样品选取较小的不同区域重复分析3到5个不同区域,评估样品的均一性,并据此估计样品的分析精度。原始数据方面包括:(1)提供同一个样品至少一个不同区域的分析结果,如果是多个作者的研究成果,建议提供至少两人独立分析的结果用来评估数据的精度和准确度;(2)文章正文或附件中应该提供每个样品不同粒度间隔的颗粒数,样品原始的高分辨率矿物轮廓描绘图或图片分析的相关原始参数。火成岩出现复杂晶体群时,定量化的结构参数往往体现的是多种晶体群的混合特征,并且与不同晶体群的比例有关。未来的研究需要结合多种观测方式和微区成分分析重点识别不同晶体群的结构参数,对粒度和成分近似的多种晶体群的识别,还需要开发更多有效的方法,这对准确认识火成岩结构多样性的成因和岩浆作用过程都有重要意义。 相似文献
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The subjectivity of ellipse fitting in many strain techniques has hindered the determination of fabric anisotropy and tectonic strain. However, many sets of x, y co-ordinates can be approximated as an ellipse using a least-squares algorithm to calculate a best-fit ellipse and associated average radial error. For instance, the two dimensional shape of many objects can be approximated as an ellipse by entering digitized co-ordinates of the object margin into the ellipse algorithm.The rim of maximum point density in a normalized Fry diagram is defined by normalized center-to-center distances between touching or nearly touching objects. The enhanced normalized Fry (ENFry) method automates ellipse fitting by entering center-to-center distances between these “touching” objects into the least-squares ellipse algorithm. For homogeneously deformed populations of 200 objects, the ENFry method gives an accurate and precise measure of whole-rock fabric anisotropy, particularly for low ellipticities. When matrix strain exceeds clast strain, manual ellipse fitting of normalized Fry plots gives more accurate matrix anisotropies.The mean object ellipse (MOE) method calculates the best-fit ellipse from the geometry of the objects. Three points from the margin of each object ellipse, centered at the origin and expanded or reduced to unit volume, are used to calculate the best-fit fabric ellipse. The MOE method is very precise for small data sets, making it a good method for mapping heterogenous object strain. However, least-squares calculations maximize the influence of distal and spurious ellipticities, causing the MOE method to overestimate the fabric ellipticity of most aggregates. 相似文献
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AbstractFor a given increment of deformation, stretching lineations can be defined either by old grains or by new grains.Progressive strain accumulated in a matrix causes reorientation of old grains. The velocity field acting within a grain depends on the degree of non-coaxiality of the progressive strain in the matrix, and on the competence contrast between grain and matrix (e.g. Lister & Williams, 1983). Deformed populations of old grains do not systematically track the principal directions of finite stretch; this depends on the mechanical behavior of the grains. On the other hand, these populations may be good markers of finite strain magnitude, provided that the initial distribution is known.In contrast, the statistical shape orientation distribution of population of new grains cannot be related in a simple way to the finite strain magnitude, but their preferred orientation is considered to be the best indicator of the principal directions of finite stretch.An example is considered from the schistes lustrés near Kenestrelle (Val Chisone, Western Alps), where the observed mineral lineation is attributed to a late E-W stretching event in the alpine orogenic history. 相似文献
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《Journal of Structural Geology》1988,10(6):639-642
In a domain of finite homogeneous deformation, the strain ellipse is uniquely specified by three linearly independent stretch measurements. An exact determination of the principal reciprocal quadratic stretches and principal directions is obtained by solving three simultaneous equations. The equations derived have important applications to the problem of constructing the strain ellipsoid from sectional data and to finite-element interpolation. 相似文献
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This paper develops a novel return mapping algorithm for the numerical integration of general isotropic finite strain elastoplastic constitutive models for geomaterials. The constitutive formulation is founded on multiplicative decomposition of the deformation gradient. The logarithmic strain measure as well as the exponential approximation of the plastic flow rule is utilized to restore the standard infinitesimal format return mapping algorithm. Central to the algorithm is the exploitation of a set of three mutually orthogonal unit base tensors for the representation of constitutive relations and the corresponding integration of the rate form of the constitutive equations. The base tensors constitute a local cylindrical coordinate system in the principal space, which allows to formulate the return mapping algorithm in the three‐dimensional space and reduce the dimension of the problem to be analyzed from six down to three. With the proposed approach, direct determination of the principal axes and the transformation procedure between the general space and the principal space, as required in traditional spectral decomposition, are avoided. Furthermore, the matrices that are involved in the inversion evaluation take simple forms, leading to extremely easy inverse computation. As a result, the consistent tangent operator can be streamlined into a form simpler and more compact than those by conventional integration methods. Following the formulation of the integration procedure, a numerical experiment is performed to assess the accuracy and efficiency of the proposed algorithm. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd. 相似文献
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JosSelles Martinez 《Tectonophysics》1986,131(3-4)
A graphical method to determine the finite strain ellipse from deformed polygons of similar size is presented. This technique has been developed on sections normal to columnar joints of igneous rocks, but it can also be applied to any feature in which the corresponding unstrained polygons have their vertices located on a circumscribed circle. 相似文献