Mica fish in mylonites

Abstract

Mögliche Verformungsmechanismen, die zu den verschiedenen Glimmer- und Mineralfischen führen, sind: intrakristalline Verformung, Kristallrotation, Biegung und Faltung, Drucklösung in Kombination mit Ausfällung und dynamische Rekristallisation oder Mechanismen, die ein großes Mineral in mehrere kleine, fischförmige Kristalle aufspalten.Experimente mit ein neues Verformungsgerät und Objekten in zwei verschiedenen Matrixmaterialien werden beschrieben. Das eine ist PDMS, (Newtonianisch viskoses Polymer), und das andere Tapioca Perlen (Mohr-Couloumb Verhalten). Die Rotation von fischförmigen Objekten in PDMS stimmt mit der theoretischen Rotationsrate für ellipsenförmige Objekte in einem Newtonianischen Material überein. In einer Matrix von Tapioca Perlen nehmen die Objekte eine stabile Lage ein. Diese Orientierung ist vergleichbar mit der von Glimmerfischen. Die Verformung in der Matrix von Tapioca Perlen ist konzentriert auf dünne Scherzonen. Diese Ergebnisse implizieren, daß die Verformung in natürlichen Gesteinen auch in dünnen Scherzonen konzentriert ist.Computersimulationen werden beschrieben, mit denen der Einfluß der Eigenschaften einer Matrix auf die Rotation von Objekten und Verteilung von Deformation untersucht wird.Mit diesen Experimenten wird gezeigt, daß die Orientierung von Glimmerfischen nicht mit Verformung in einem nicht-linearen viskosen Material erklärt werden kann. Eine solche nicht-lineare Rheologie wird im Allgemeinen für die Erdkurste angenommen. Die stabile Orientierung eines Objektes kann mit weicheren Lagen in der Matrix erklärt werden.

Mechanisms for evolution of mica fish and related structures are determined from thin sections. These are: intracrystalline deformation, rigid-body-rotation, bending, folding, dynamic recrystallisation, pressure solution and growth. Splitting one crystal is also possible, a microfault is developed, or a mica fish is folded, and broken apart along the fold hinge, followed by sliding of the parts past eachother. Analogue experiments were performed with a new apparatus for deformation of rock-analogues to study the preferred orientation of mica fish and investigate what this indicates about the rheology of mylonites. PDMS, (Newtonian polymer), and tapioca pearls (Mohr-Coulomb rheology) are used as matrix. Rotation of rigid fish-shaped objects in PDMS is similar to theoretical rotation of ellipsoids in a Newtonian fluid. Objects obtain a stable orientation in tapioca pearls matrix and orientations of objects are similar to orientation of mica fish. Deformation in tapioca pearls is concentrated in shear bands, suggesting that strain is localised in mylonites.Numerical experiments with the finite difference code FLAC show that homogeneous power-law rheology cannot explain the orientation of mica fish. The stable orientation of mica fish is the result of strain localisation around the object and an anisotropic matrix.