断层脆塑性转化带的强度与变形机制及其流体和应变速率的影响

张媛媛 周永胜

(地震动力学国家重点实验室，中国地震局地质研究所，北京 100029)

断层脆塑性转化带的强度与变形机制及其流体和应变速率的影响

张媛媛 周永胜

(地震动力学国家重点实验室，中国地震局地质研究所，北京 100029)

野外、实验和地震数据表明:浅部地壳的变形以脆性破裂为主，深部地壳的变形以晶体塑性流动为主。在这种认识的基础上，提出了地壳变形的2种机制模型，即发生脆性变形的上部地壳强度基于Byerlee摩擦定律以及发生塑性变形的下部地壳强度基于幂次蠕变定律。而位于其间的脆塑性转化带的深度与浅源地震深度的下限具有很好的一致性。然而，二元结构的流变模型局限性在于其力学模型过于简单，往往过高估计了脆塑性转化带的强度。问题的根源在于对脆塑性转化带的变形机制的研究已有很多，但没有定量的力学方程来描述脆塑性转化带强度;而且以往对断层脆塑性转化带的研究主要集中在温度引起的脆塑性转化方面，对因应变速率和流体对脆塑性转化的影响方面的研究也比较薄弱。对断层带内矿物变形机制研究表明，某些断层带脆塑性转化发生在相同深度(温度和压力)内，发生脆塑性转化的原因是应变速率的变化，而这种变化被认为与地震周期的同震、震后-间震期蠕变有关，这种变化得到了主震-余震深度分布变化的证实。对断层流体特征分析表明，断层带内可能存在高压流体，这种高压流体会随断裂带的破裂及愈合而周期性变化，在地震孕育及循环中起着关键性作用。……