Fluage et fusion partielle precoce du diopside monocristallin

Creep and incipient partial melting of diopside single crystal

• Auteur / Autrice : Paul Raterron
• Direction : Olivier Jaoul
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1992
• Etablissement(s) : Paris 11

Résumé

Le diopside camgsi#2o#6, cristal monoclinique, est le pole calco-magnesien de la famille des pyroxenes. Ces mineraux, dont le comportement plastique est encore mal compris, constituent pres de 10% du manteau superieur, et sont les principaux constituants de la croute oceanique. La majeure partie de notre etude a ete la determination des lois rheologiques de fluage du diopside monocristallin au-dessus de 1000c; en particulier l'effet de la temperature, de la contrainte et de la pression partielle d'oxygene, sur sa vitesse de deformation. Nous avons egalement identifie les systemes de glissement responsables de cette deformation. Au cours de ces experiences, nous avons observe deux differents regimes de deformation. Cette observation s'explique par la precipitation d'une phase riche en silice dans la matrice du cristal, sous forme de micro-gouttes de quelques 0. 1 micron de diametre, plus de 200c en dessous de la temperature de son solidus: les micro-precipites, en interaction avec les dislocations, sont a l'origine du changement de regime de deformation. Nous avons ensuite modelise cette micro-precipitation, que nous nommons fusion partielle precoce du diopside. Le modele est base sur la thermodynamique des composes non-stchiometriques, c'est-a-dire la chimie des defauts ponctuels. Notre modele explique d'abord comment de la silice peut precipiter dans un pyroxene; il prevoir les conditions thermodynamiques de cette precipitation, et les quantites de silice exsolvee. Applique au diopside, il permet d'interpreter nos experiences de deformation, mais aussi celles concernant la conductivite electrique de ce mineral