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相似文献
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1.
石英和方解石剪切带变形组构的实验研究   总被引:4,自引:1,他引:4       下载免费PDF全文
在恒定围压和应变速率、不同温度下,对含石英和方解石夹层的标本进行了摩擦实验。对实验前后的标本进行了显微观察和测量。据此分析了单剪条件下石英和方解石集合体变形显微构造和组构随温度的变化  相似文献   

2.
海相碳酸盐岩热释光作为潜在的环境替代指标,已用于第四纪海洋环境变化的研究,但能否在更长的时间尺度上适用尚不清楚.中晚二叠世之交全球海洋环境剧变并导致了大规模的生物绝灭事件,是检验热释光这个新指标适用性的一个典型实例.本文测试了广西来宾蓬莱滩剖面瓜德鲁普统-乐平统(G/L)绝灭线附近地层的天然热释光值,发现碳酸盐岩的热释光强度明显高于硅质岩,说明碳酸盐是热释光的主要贡献者.研究表明,热释光强度变化与碳酸盐晶格中的Mn和Fe含量有关,Mn高、Fe低(即Mn/Fe高)对应于强的热释光.鉴于碳酸盐晶格较好地保存了海水Mn和Fe的原始信息,因而碳酸盐热释光能够灵敏地指示海洋环境和生物生产力变化.  相似文献   

3.
马胜利  马瑾 《地震学报》1988,10(1):90-97
在不同的温度、压力条件下进行了含石英和方解石断层泥标本的摩擦实验。结果表明,石英断层带的摩擦强度对压力的响应直到400℃都很明显,对温度的响应在高温(高于400℃)时才明显;方解石断层带的摩擦强度对温度很敏感,对围压的响应只在低温(200℃)时才明显;随温度升高,石英和方解石断层带均由粘滑转变为稳滑,但前者的转换界限在400℃到500℃之间,而后者在200℃到300℃之间。显微观察表明,上述差异归因于其具体变形机制的差别。   相似文献   

4.
为了探索断层岩石在断层带不同温度和压力条件下其摩擦强度和摩擦滑动稳定性对于断层活动性的影响,我们采集了龙门山断裂带地震发生区段出露的自然断层泥样品和后山断裂带韧性剪切带中的富含层状硅酸盐矿物的糜棱岩样品进行了水热条件下的摩擦滑动实验研究。我们根据自然断层泥样品的XRD分析结果选取了5种具有不同矿物组合及含量的自然断层泥样品并在50MPa的初始围压和25℃~150℃的温度条件下进行了摩擦滑动实验。  相似文献   

5.
为探究脆塑性转化带断层的力学性质和滑动稳定性,本文采用干燥的Carrara大理岩预切断层(saw-cut)样品,在气体介质三轴高温岩石力学实验仪上开展了摩擦实验研究,实验温度70~400℃,围压30~100 MPa,位移速率在0.08μm·s-1, 0.4μm·s-1, 2μm·s-1之间切换.实验力学数据揭示,不同围压下Carrara大理岩断层摩擦系数随温度变化规律不同:低围压(30 MPa)下,摩擦系数随温度升高先增大后减小,中高围压(≥70 MPa)下摩擦系数则表现为随温度先减小后增大.断层摩擦滑动行为在100~300℃的范围内表现出由稳定的速度强化转化为不稳定的速度弱化,且在400℃左右重新转变为稳定的速度强化.实验后断层滑动面形貌和微观结构分析表明,稳定滑动断层面为高反射镜面,擦痕清晰;黏滑断层面为有光泽的凹凸不平的表面;最高围压下蠕滑的断层面粗糙无光泽,擦痕不可辨别.本文认为受温度激活的塑性变形过程逐步主导了岩石变形,对断层激活发生不稳定滑动至关重要,而高围压则会抑制断层的不稳定滑动.本研究结果不仅为识别野外...  相似文献   

6.
流体对石灰岩断层摩擦滑动影响的实验研究   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
在气体介质三轴高温岩石力学实验仪器上,采用意大利Scaglia Bianca石灰岩,在温度50~300℃、围压150MPa,含50MPa孔隙压、无孔隙压含饱和水和完全干燥三种条件下,开展摩擦滑动实验.实验力学数据和显微结构表明,完全干燥样品在120℃时出现慢滑移,实验样品中没有出现溶解与沉淀.无孔隙压含饱和水条件下,100℃、120℃、150℃条件下出现典型的慢滑移,实验样品中含有微弱的溶解与沉淀;300℃条件下出现黏滑,实验样品中出现沉淀.在含50MPa孔隙压条件下,50℃时的实验表现为典型的稳滑,实验样品中以溶解为主;在100~150℃时,出现慢滑移,实验样品中以溶解为主,沉淀为辅;在200~300℃时,出现典型黏滑,实验样品中以沉淀为主.实验结果表明,石灰岩断层泥摩擦滑动稳定性随温度变化,受流体中碳酸钙的溶解和沉淀作用控制,因此,流体中矿物质的饱和度这一化学性质对断层带的摩擦强度和摩擦滑动稳定性具有显著影响.  相似文献   

7.
田平  何昌荣 《地球物理学报》1954,63(12):4440-4450
为了研究下地壳主要造岩矿物之一的辉石在摩擦滑动中的力学性质,本文选择辉石中的透辉石作为实验样品,在约200 MPa有效正应力(30 MPa孔隙水压)及100~600℃的热水条件下进行了速度阶跃摩擦滑动实验,在滑动开始后将剪切滑动速率在0.122 μm·s-1和1.22 μm·s-1之间进行切换来确定摩擦滑动对速度变化的响应.通过实验发现:透辉石在102~200℃表现为速度强化,随着温度升高,在约215℃附近从速度强化转变为速度弱化.在310℃以上,速度弱化的程度受温度的影响不大,而且摩擦本构参数a值和b值随温度的变化趋势相同.对变形样品的显微观测发现,与其速度强化行为相对应的微观变形主要以数条平行的R1剪切为主,卸样时造成的裂纹集中在R1剪切内部,形态长而曲折;与其速度弱化行为相对应的断层泥内部,剪切带变窄且数量明显增加,在内部互相连接,在边界附近多发育B剪切,卸样时形成的裂纹大量存在于B剪切带与R1剪切附近,形态短且平直.  相似文献   

8.
玄武岩作为大洋地壳上的主要成分,研究其摩擦特性是更好地探究逆冲板块边界上大地震等力学行为机理的基础.为了研究少量橄榄石矿物是否会影响玄武岩的摩擦特性,本研究选用了国际大洋钻探计划(IODP)349航次获取的玄武岩样品,其中含有少量的橄榄石矿物.本次研究的实验温度范围为100~600℃,施加的有效正压力和孔隙水压分别为150 MPa和100 MPa.实验中玄武岩样品在300~400℃的温度条件下表现出不稳定的准静态震荡现象,并且在高温条件下(T>400℃)其剪切强度表现出显著的位移弱化现象,即摩擦系数随着剪切位移的进行而持续减小.在3 mm的剪切位移范围内,摩擦系数的变化范围为0.7~0.55.通过初步的微观剪切变形研究,我们推测橄榄石在摩擦实验过程中对一种弱矿物的生成可能起到了催化作用,但生成的弱矿物含量不足以显著地弱化断层泥的摩擦强度.同时微观构造分析也发现,随着温度的升高,断层泥的剪切构造由局部剪切向整体弥散性剪切变形转变,同时伴随着孔隙度的显著降低,因此我们认为剪切强度的位移弱化现象与流体参与下的颗粒间的压溶过程的逐步增强有关.  相似文献   

9.
近年来圣安德烈斯断层在下地壳深度上震颤的发现使其力学性质引起了更多的关注。文中对斜长石断层泥在低正应力条件下的摩擦滑动性质进行了实验。实验条件为有效正应力100MPa,采用围压控制,温度100~600℃,孔隙水压30MPa。通过对比有效正应力为200MPa,其他条件都相同时的实验结果发现,斜长石的摩擦滑动力学行为基本一致,仅在本构参数a值随温度的变化规律上略有差异,但在整个温度范围均呈速度弱化。由此可见,有效正应力的降低对斜长石的摩擦滑动行为影响不大,因而在下地壳可以产生不稳定滑动的结论仍然成立。  相似文献   

10.
为探索断层岩石摩擦特性对于断层力学性质的影响,我们采集了龙门山汶茂断裂韧性剪切带中的富含层状硅酸盐矿物的糜棱岩样品进行了水热条件下摩擦滑动实验研究.实验在三轴压机之上完成,实验温度为100~600℃,有效正压力100MPa,孔隙水压分别为30MPa和130MPa.为获得摩擦滑动的稳定性参数(a-b),剪切滑移速率在1.22μm·s-1,0.244μm·s-1和0.0488μm·s-1之间切换.实验发现在200~500℃的温度范围内,摩擦系数随着温度的增加而显著增大(约0.56~0.72).在200~300℃范围内,随温度的升高糜棱岩的摩擦滑动表现出由稳定的速度强化向不稳定速度弱化转变的趋势.在有效正压力不变的情况下,孔隙水压的增大会促进糜棱岩的摩擦滑动在500~600℃温度范围内由不稳定的速度弱化向稳定的速度强化的转变.实验给出的断层在原地深度处的脆性和塑性变形机制的转变,有助于理解断层深部的地震成核机制以及成核的温压条件.  相似文献   

11.
Frictional experiments of samples with quartz and calcite sandwich have been operated under certain confining pressures, strain rate and different temperatures. Samples deformed and undeformed have been studied by means of microscope, TEM, and U-Stage. On the basis of this, changes of deformation micro-structures and fabrics of quartz and calcite aggragates with temperatures under condition of simple shear have been analyzed  相似文献   

12.
高温高压下红河断裂带断层泥力学性质的研究   总被引:2,自引:0,他引:2       下载免费PDF全文
断层泥在室温高压下的应力-应变曲线呈非线性、线性等阶段性变形,在高温高压下则呈非线性变形,两者均表现出渐进破坏。含水量、矿物成分和温压条件对变形特征和破坏强度有重要影响。曲线的初始弹性模量小于有效弹性模量。断层泥在温度T≥400℃和σ_3≥300MPa时发生岩化,据此岩化温压条件可估计出未岩化断层泥存在深度将不超过10—15km。由于断层泥具渐进破坏特征,故在高温高压条件下断层泥有利于断层活动呈现稳滑  相似文献   

13.
This paper reviews many of the mechanical properties of faulted and jointed rock under pressure and temperature and in the presence of water. At low effective confining pressures (below about 1 kilobar), the friction strength is quite variable and depends on the frictional resistance between gouge particles or asperities and on the dilatancy of the fault. At higher pressures the friction strength is nearly independent of mineralogy, temperature, and rate, at least for rocks whose friction strength is less than the failure strength. Water tends to slightly weaken the fault. The type of sliding motion, whether stick-slip or stable sliding, is much more affected by environmental and mineralogical factors. In general, stick-slip is dominant at high pressures and low temperatures, in the presence of strong minerals such as quartz and feldspar, in the absence of gouge, for lower surface roughness, and perhaps in the presence of water. The microscopic deformation mechanisms are poorly understood. At low temperatures, cataclasis dominates in rocks containing mostly quartz or feldspar, and plastic deformation in rocks containing mostly calcite or platy silicates. At high temperature most minerals deform plastically, producing a greater temperature-and rate-dependence of the friction strength. Glass has been found in some sliding surfaces in sandstone.  相似文献   

14.
王宝生  李建国 《地震地质》1989,11(1):125-133
本文讨论了围压高达700MPa的条件下,发生实验变形的长石砂岩和石英砂岩的变形模式和变形机制。完整长石砂岩的脆延过渡带在200—400MPa,完整石英砂岩的脆延过渡带在250—350MPa,长石砂岩在600MPa围压以上出现高压脆化现象;两类切口岩石的稳滑粘滑过渡界限分别是200MPa和150MPa。不同的变形模式主要起因于程度不同的碎裂机制。文中还对矿物成分的影响、脆性行为之延伸等有关问题进行了简要讨论  相似文献   

15.
在三轴压缩下大理岩循环加载实验的初步研究   总被引:7,自引:1,他引:7  
在围压10、50、100和200MPa,应变率5×10-5/s和室温条件下,采用山东掖县大理岩岩样,在800t高温高压伺服三轴流变仪上进行了连续加载和循环加载实验.对岩样的残余强度和弹性模量的变化等问题进行了初步研究.得出:在低围压下(<100MPa),残余强度与超过极限强度后的循环加载次数有关;超过极限强度后加载弹性模量随着非弹性应变的增加而减小,并趋于一个极限值.在高围压下(≥100MPa),残余强度几乎与超过极限强度后的循环加载次数无关;超过极限强度或者产生应变强化后加载弹性模量几乎不随非弹性应变的增加而减小.  相似文献   

16.
The discovery of tremors on the lower crust portion of the San Andreas Fault has attracted more attention on the mechanical properties of the lower crust in recent years, and some experimental studies have been carried out to understand the mechanical behavior. Previous experiments under effective normal stresses of 200MPa have shown that pyroxene and plagioclase mineral separated from the gabbro and their mixtures all show velocity weakening in the lower-crust temperature range, which results in unstable slip when frictional sliding is the dominant deformation mechanism. This work is to examine whether the velocity-weakening behavior of plagioclase gouge also applies to relatively lower effective normal stress. Our experiments were performed under effective normal stress of about 100MPa, with a constant confining pressure control, with pore pressure of 30MPa and temperature of 100℃ to 600℃. We found that the frictional sliding of plagioclase are basically the same with the previous results obtained under effective normal stress of 200MPa, both of which show velocity weakening over the entire temperature range. The only difference is the out-of-trend drop of constitutive parameter a at 600℃ for the lower effective normal stress of 100MPa. It is thus concluded that reducing the effective normal stress has little effect on the sliding stability of plagioclase, and the previous conclusion made for mechanical behavior of the lower crust that unstable slips are possible therein also applies to the lower effective normal stress of 100MPa.  相似文献   

17.
The real area of contact during frictional sliding has been determined as a function of changing normal stress in triaxial experiments through the use of thermodyes. Utilizing the technique, described by Teufel and Logan in 1978, with saw-cut surfaces inclined 35° to the load axis, determinations were made for monolithologic sliding of Tennessee sandstone and Indiana limestone and dilithologic sliding of the same rocks. Confining pressures to 200 MPa were investigated at a constant shortening rate of 10–2 mm/sec and at room temperature. Direct measurements were made of single-asperity areas and the asperity density. The product of these measurements gives the percent area of real contact across the sliding surface. Single-asperity area and density are found to remain relatively constant during the displacement. Single-asperity areas are in the ranges of 0.4 to 6×10–2 mm2 for sandstone, 0.8 to 2×10–2 mm2 for limestone, and 0.2 to 24×10–2 mm2 for sandstone sliding against limestone. These values are smaller than the grain size of either rock. The values increase with increasing normal stress for both monolithologic and dilithologic sliding. In sandstone the asperity density increases from about 0.8 to 2.75 contacts per square millimeter in a logarithmic fashion. Monolithologic limestone has values of about 0.9 contacts per square millimeter and does not show significant change with increasing normal stress. The percent area of real contact increases in all cases, with average maximum values of 16% of the apparent area at a normal stress of 374 MPa in sandstone, 18% at 25 MPa in limestone, and 22% at 123 MPa in the dilithologic specimens. The normal stress recalculated for the real area of contact approaches the unconfined compressive strength for sandstone and limestone.  相似文献   

18.
剪切破裂与粘滑——浅源强震发震机制的研究   总被引:3,自引:0,他引:3       下载免费PDF全文
周口店花岗闪长岩的高温高压三轴实验和理论分析表明,剪切破裂和摩擦滑移具有类似的孕育过程和发生机制。剪切破裂贯通强度就是一种摩擦强度。剪切破裂和摩擦滑移各自都有渐进式和突发式之分。突发式摩擦滑移是已有断层的粘滑滑移。突发式剪切破裂则是完整岩石的初始粘滑滑移。考虑到地壳温度随深度增加,完整岩石剪裂强震要求较高的围压,因此,多数浅源强震的发震方式很可能是已有断层的粘滑  相似文献   

19.
刘斌 Kern  H 《地球物理学报》1998,41(3):371-381
在实验室中研究了蛇纹岩和角闪岩样品在不同温压条件下的纵、横波速度和Q值.这两种岩样对应的主要组成矿物叶蛇纹石和普通角闪石都具有很强的晶格优选方位(LPO).随着围压的增加,波速和Q值均增大,但是在相互正交的三个方向上(垂直或平行于层理面及线理方向)增大的速度并不相同,这与微裂隙的逐渐闭合密切相关.在600MPa的围压下升高温度直到600℃以上,由于微裂隙的热扩张受到约束,波速和Q值下降幅度很小.观测到的波速和Q值的各向异性具有不同的机理,波速各向异性主要与定向分布的微裂隙和主要矿物的LPO等构造因素有关;高围压下纵波Q值各向异性与速度各向异性正好相反,可能是由于形成层理面的定向排列的平板状矿物晶体沿不同方向边界之间接触程度不同造成的.  相似文献   

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