Lamé parameters of common rocks in the Earth's crust and upper mantle
Notice bibliographique
Résumé
Lamé parameter ( λ ) and shear modulus ( μ ) are the most important, intrinsic, elastic properties of rocks. The Lamé parameter λ , which relates stresses and strains in perpendicular directions, is closely related to the incompressibility and contains a high proportion of information about the resistance to a change in volume caused by a change in pressure. Recent studies have emphasized the roles played by λ in the discrimination of gas sands from carbonates and shale in sedimentary basins and in the seismic reflection of crustal fault zones. Here we analyze the equivalent isotropic elastic data of 475 natural rocks in order to characterize λ values for common types of crystalline rocks in the Earth's crust and upper mantle and their variations with pressure (P), temperature (T), and mineralogical composition. When no partial melting, metamorphic reaction, dehydration, or phase transformation occurs, λ of a crystalline rock as a function of P and T can be described by λ = a + (d λ /d P ) P − c exp(− kP ) − (d λ /d T ) T , where a is the projected λ value at zero pressure if microcracks were fully closed; d λ /d P is the pressure derivative in the linear elastic regime; c is the initial λ drop caused by the presence of microcracks at zero pressure; k is a decay constant of the λ drop in the nonlinear poroelastic regime; and d λ /d T is the temperature derivative. The parameter λ increases nonlinearly and linearly with increasing pressure at low (<∼300 MPa) and high (>∼300 MPa) pressures, respectively. In the regime of high pressures, λ decreases quasi‐linearly with increasing temperature with d λ /d T values in the range of 1–10 × 10 −3 GPa/°C. Approaching the α ‐ β quartz transition temperature, quartzite displays negative λ values. In the λ ‐ ρ (density) and μ ‐ λ plots, the main categories of lithology can be clearly distinguished. The ultramafic rocks display systematic decreases in both μ and λ with increasing the degree of serpentinization. Eclogites, mafic rocks (gabbro, diabase, mafic granulite, and mafic gneiss), and felsic rocks (granite, diorite, felsic gneiss, intermediate gneiss, and metasediments) are characterized by high, moderate, and low μ and λ values, respectively. For pyroxene and olivine, both λ and ρ increase, but μ decreases with increasing the Fe/Mg ratios. In the plagioclase series, both λ and μ increases with increasing the anorthite content. Increases in the contents of garnets, sillimanite, rutile, zircon, ilmenite, and spinel result systematically in an increase in rock's λ and μ values. The present results provide improved constraints on the discrimination of composition for crustal and upper mantle rocks in terms of λ and μ .
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».