Fabric development in calcite polycrystals deformed at 400° C

The development of the «-maximum fabric or texture commonly observed in deformed calcite rocks has been investigated by means of experimental deformation of split-cylinders of a coarse calcite marble. A new application of the split-cylinder method has been developed to enable the optical determination of the complete crystallographic rotation paths followed by individual grains during axially symmetric deformation. Optical microscope investigations of the deformed samples have revealed that the microstructures and deformation mechanisms within individual grains can be correlated with grain orientation and rotation path type. In many grains a single mechanism predominates, suggesting that the von Mises /Taylor Condition may not be fulfilled. Twinning on e is clearly an important deformation mechanism, and has an involved influence on the development of the texture. Measurement of the activity of the twinning mechanism as a function of host orientation indicates that it is linearly related to the resolved shear stress on the twin system, and that the mechanism is associated with strain heterogeneity. A number of tests have been performed to assess the homogeneity of strain in the split-cylinder experiments. The deformation has been found to be significantly heterogeneous on the grain scale. It is inferred that the relative ease of twinning in calcite at moderate homologous temperature is so great that polycrystal deformation is heterogeneous, with fewer than five glide mechanisms operating in most grains. However, the stress is relatively homogeneous, and fabric prediction models based on this premise are more applicable, when twinning is important, than those based on a homogeneous strain assumption.La formation de la fabrique, ou «texture », e-maximum, qu'on observe fréquemment dans les roches calcaires, a été étudiée par déformation expérimentale de cylindres fendus d'un marbre de calcite à gros grain. Une application nouvelle de la technique de cylindre fendu a été développée pour permettre la détermination optique des chemins de rotation complets pris par les grains individuels pendant une déformation de type compression axisymétrique. Les études en microscopie optique sur les échantillons déformés ont montré que les microstructures et les mécanismes des déformations dans les grains individuels peuvent être corrélés avec les orientations et les types de chemin de rotation des grains. Dans beaucoup de grains, un mécanisme particulier de déformation prédomine, et, par conséquence, indique que la règle de von Mises /Taylor peut ne pas être suivie. Le maclage selon e est clairement un mécanisme de déformation important, et exerce une grande influence sur la formation de la texture. La détermination de l'activité du mécanisme de maclage en fonction de l'orientation cristallographique de la matrice indique qu'elle dépend linéairement de la contrainte de cisaillement résolue dans le plan de maclage, et que le mécanisme est associé aux hétérogénéités de la déformation. Quelques vérifications ont été faites pour évaluer l'homogénéité de la déformation dans les expériences sur les cylindres fendus. On a trouvé que la déformation est sensiblement hétérogène à l'échelle des grains. On en déduit que la facilité de maclage de la calcite à des températures faibles conduit à une déformation hétérogène, avec moins de cinq systèmes de glissement actifs dans la plupart des grains. Cependant, la contrainte est, par comparaison, homogène, et les modèles pour la prédiction de la texture fondés sur cette hypothèse sont plus réalistes que ceux fondés sur l'hypothèse de la déformation homogène.Spiers Christopher J. Fabric development in calcite polycrystals deformed at 400° C. In: Bulletin de Minéralogie, volume 102, 2-3, 1979. Mécanismes de déformation des minéraux et des roches