Методы количественной оценки деформации

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ (НИ ТГУ)

Геолого – географический факультет

Кафедра палеонтологии и исторической геологии

РЕФЕРАТ

по дисциплине «Методы стрейн-анализа»

на тему «Методы количественной оценки деформации»

 Выполнил

 студент группы №022008

 _____А. М. Михневский

 Проверил

 к. г. -м. н., доцент

 _______С.В.Максиков

 ________________

 зачтено /не зачтено

Томск–2021

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Величина конечного стрейна может изменяться в широких пределах – от первых остаточных изменений формы и начального заложения поверхностей делимости, следующих сразу же за пределом упругости, до каких угодно размеров в результате развития пластического течения породы. Разные части одной и той же структурной формы могут характеризоваться разной деформированностью, обусловленной неоднородностью как самой структурной формы, так и поля напряжений. Количественная оценка величины деформации представляет вторую после определения поля напряжений составную часть стрейн-анализа. Соответствующие измерения могут быть использованы при интерпретации как микро-, так и макромасштабных геометрических особенностей структуры, позволяя правильно устанавливать происхождение плоскостных и линейных петроструктур, оценивать многие особенности картины региональных перемещений, увязывать складки и разломы с тектоническими движениями и т.д. (Рэмзи, 1984).

Как и при установлении ориентировки осей стрейн эллипсоида, анализ величины деформации может быть трехмерным или только двумерным, в зависимости от характера изучаемого объекта. Попытки определения величины изменений по этим осям предпринимались еще в прошлом столетии. При этом в качестве маркеров использовались деформированные палеонтологические остатки, гальки, сплющенные и удлиненные пузырьки и т.п. [3].

Методы  количественной оценки деформации

В отличие от оценки изменения формы, оценка изменения объёма является более сложной задачей, так как в большинстве случаев нет ясной информации о первоначальном объёме породы или «индикаторов деформации». Тем не менее, при сильно развитой деформации растворения под давлением обломочных пород  или известняков оценка абсолютных удлинений и уменьшения объёма нередко оказывается возможной.

Методы двухмерной количественной оценки конечной деформации можно подразделить на следующие группы, которые описаны ниже. Выделены они на основе типов «индикаторов деформации», параметры которых используются в вычислениях.

• По деформированным палеонтологическим останкам: по изменению длин и известных углов [Lisle, Ragan, 1988; Ramsay, Huber, 1987 и др.]. Наиболее благоприятны для определения осей стрейна палеонтологические объекты, которые по физико-механическим свойствам существенно не отличаются от матрикса, т.е. изменяют свою форму в соответствии с деформацией породы. К палеонтологическим остаткам с известной первоначальной формой относят стебли криноидей, ростры белемнитов, створки брахиопод, панцири трилобитов и другие. [Энгельдер, 1990]. Ориентировка и абсолютные величины осей деформации на анализируемой плоскости вычисляются в этих методах с помощью кругов Мора [Means, 1976]. Круг мора — это круговая диаграмма, дающая наглядное представление о напряжениях в различных сечениях, проходящих через данную точку.

[pic 1]

Рисунок 1 - Диаграмма Мора  и огибающие линии [Joseph F; Arno Zang, 2012].

• По первоначально округлым или эллиптическим маркерам. Это широко используемый метод Rf /ϕ' [Lisle, 1985 и др.] и его модификация, удобная для работы в поле – Rf /ϕ' [De Paor, 1988]. Метод Rf /ϕ′ основан на модели закономерного изменения ориентировки и формы включений при деформации чистого сдвига. Предполагается пассивное поведение включений, то есть отсутствие или пренебрежимо малая величина контраста вязкости между включением и матриксом при деформации. При предпочтительной первоначальной ориентировке, данный метод позволяет вычислить эллипсоид конечной деформации и параметры первоначальной петроструктуры. С некоторыми оговорками этот метод может применяться для определения деформации включений, форма которых отличается от эллиптической, или при заметном различии вязкости включений и вмещающего его матрикса [Treagus et al., 1996]. Частным случаем метода  Rf /ϕ′ является оценка деформации по степени упорядоченности ориентировки линейных объектов в горных породах: зёрен в обломочных породах, слюдистых силикатов глинах [Sanderson, 1977; Вихерт, 1988 и др.]. В эту же группу можно отнести специальные методы (Mode, SMT-fibre и PDS) для оценки деформации пород со значительным массопереносом (solution-mass-transfer) и широким развитием регенерационных каёмок обрастания, оценивающих также и объѐмную деформацию EV [Feehan, Brandon, 1999; Ring, Brandon, 1999].

[pic 2]

Рисунок 2 - Диаграмма Rf/ϕ′ [Chew, 2003]. Isym – индекс симметричности, указывающий наравномерное и случайное первоначальное распределение длинных осей эллипсов. Rs – осевое отношениеэллипса деформации. Phi – угол между большой осью эллипса и выбранным направлением [Lisle, 1985].