近年來在圣安德烈斯斷層及俯沖帶上發(fā)現(xiàn)的震顫等大量深部的不穩(wěn)定滑動現(xiàn)象引發(fā)對下地殼斷層力學性質的關注,尤其是實驗室中對與其孕震機制密切相關的巖石摩擦滑動特征的研究。本論文以下地殼廣泛存在的輝石作為研究對象,選取了普通輝石和透輝石兩種代表性輝石礦物作為實驗樣品,在100-600°C之間以及²00 MPa（和¹00 MPa）有效正應力（30 MPa孔隙水壓）的熱水條件下進行速率階躍摩擦滑動實驗研究。針對前人在輝石研究中的不足,通過采用更穩(wěn)定的壓力控制方法來對實驗過程加以改進,以獲取高質量的力學曲線;基于速率-狀態(tài)依賴性本構關系,獲取表征其摩擦特征的本構參數(shù);結合對變形樣品進行的顯微觀測分析,研究與其在不同溫度壓力條件下的摩擦滑動特征的表現(xiàn)相關的微觀組構特征。重點關注與其不穩(wěn)定滑動密切相關的速度弱化特點,進而更深入地認識與輝石礦物的摩擦滑動的宏觀特征有關的微觀變形機制,并基于這些結果對下地殼鎂鐵質巖石以及下地殼和俯沖帶的力學性質加以討論。對于普通輝石,我們在100-600°C之間對其進行的摩擦滑動實驗表明,其摩擦系數(shù)受溫度影響較小,平均值在^... 

【文章來源】：中國地震局地質研究所北京市

【文章頁數(shù)】：131 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 前言
    1 研究背景
    2.理論背景
        2.1 速率與狀態(tài)摩擦本構關系
        2.2 小擾動條件下的線性穩(wěn)定性分析
        2.4 斷層面上的不穩(wěn)定成核
        2.5 與摩擦本構參數(shù)有關的物理機制
    3 下地殼巖石礦物的研究進展
    4 本論文研究目的與擬解決的科學問題
第二章 普通輝石的摩擦滑動特征
    1.引言
    2.實驗方法
        2.1 實驗樣品
        2.2 實驗儀器及實驗條件
        2.3 實驗數(shù)據(jù)處理
    3.實驗結果
        3.0 力學曲線基本特征
        3.1 摩擦系數(shù)
        3.2 速度依賴性
        3.3 摩擦本構參數(shù)a值、b值和Dc值
        3.4 變形樣品的顯微組構特征
        3.5 不同溫度下的變形樣品的顯微組構特征
    4.討論
        4.1 普通輝石的微弱的速度弱化行為
        4.2 與演化效應相關的變形機制
        4.3 在500°C以上的演化效應b值的下降
    5.小結
    附錄 A
        A.1 數(shù)值擬合方法
        A.2 擬合結果
第三章 透輝石的摩擦滑動特征
    1 引言
    2 實驗方法
        2.1 實驗樣品
        2.2 實驗儀器及實驗條件
        2.3 實驗數(shù)據(jù)處理
    3.實驗結果
        3.0 力學曲線基本特征
        3.1 摩擦系數(shù)
        3.2 速度依賴性
        3.3 摩擦本構參數(shù)a值、b值和Dc值
        3.4 變形樣品的顯微組構特征
        3.5 不同溫度下的變形樣品的顯微組構特征
    4.討論
        4.1 透輝石的微弱的速度弱化行為
        4.2 透輝石的演化效應參數(shù)b值
        4.3 速度依賴性與裂紋形態(tài)特征的討論
        4.4 控制速度弱化的機制
    5.小結
    附錄 B
        B.1 粘滑行為數(shù)值擬合方法
        B.2 透輝石的部分擬合結果
第四章 輝石實驗結果對俯沖帶和下地殼慢滑移的啟示
    1.對下地殼鎂鐵質巖石的影響
    2.微弱的速度弱化程度
第五章 主要結論
參考文獻
致謝
附錄


【參考文獻】：
期刊論文
[1]斜長石在下地殼溫度及較低有效壓力條件下的摩擦滑動[J]. 姚勝楠,何昌榮.  地震地質. 2016(02)
[2]內蒙錫林浩特鴿子山火山地質研究[J]. 楊若昕,白志達,譚慶偉,吳之理,王妍.  巖石學報. 2012(04)
[3]熱水條件下角閃石斷層泥的摩擦滑動性質——與斜長石斷層泥的對比[J]. 蘭彩云,何昌榮,姚文明,靖晨.  地球物理學報. 2010(12)
[4]熱水條件下斜長石和輝石斷層泥的摩擦滑動研究[J]. 羅麗,何昌榮.  地震地質. 2009(01)



本文編號：3165265