白云母对岩盐断层带摩擦速度依赖性影响的实验研究

缪阿丽 马胜利

1)中国地震局地质研究所，地震动力学国家重点实验室，北京 100029

2)江苏省地震局，南京 210014

白云母对岩盐断层带摩擦速度依赖性影响的实验研究

缪阿丽1，2)马胜利1)

1)中国地震局地质研究所，地震动力学国家重点实验室，北京 100029

2)江苏省地震局，南京 210014

为更好地理解层状硅酸盐对断层强度、滑动速度依赖性及地震活动特征的影响，利用双轴摩擦实验对含白云母岩盐断层带在干燥及含水条件下摩擦的速度依赖性进行了实验研究，并观测了摩擦滑动过程中的声发射，分析了断层带的微观结构。实验结果表明，干燥条件下含白云母岩盐断层带在0.1～100μm/s的速度范围内表现为黏滑和速度弱化，增大σ2会使断层带从速度弱化向速度强化转化，速度依赖性转换出现在0.1μm/s，其中断层滑动表现为稳滑或应力释放时间较长的黏滑事件;含水条件下含白云母岩盐断层带在0.05～0.01μm/s的速度范围内表现为速度强化，0.1～10μm/s的速度范围内表现为速度弱化，50～100μm/s的速度范围内又转换为速度强化行为。含白云母岩盐断层带在干燥条件下一次黏滑伴随一个或一丛声发射事件，而在含水条件下与稳滑相对应，滑动过程中并未记录到声发射事件。显微结构观察表明，速度弱化域的主要变形机制是岩盐颗粒的脆性破裂和局部化的滑动;干燥条件下，速度强化域的主要变形机制是岩盐颗粒的均匀破裂;含水条件下2个速度强化域对应不同的微观机制，高速域的速度强化受控于岩盐颗粒在白云母相互连结形成的网状结构上的滑动及其均匀碎裂作用，而低速域的速度强化还受岩盐的压溶作用控制。……