普通角闪石的速率依赖性及其对俯冲带慢滑移机制的启示

来源：地震地质杂志2020年第6期北京时间：

作者：刘洋, 何昌荣

单位：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

摘要：为了解俯冲带中常见含水矿物角闪石在水热条件下的摩擦滑动行为, 以普通角闪石作为模拟断层泥样品的材料, 在温度为101~607℃、 围压为136MPa的条件下进行了速率阶跃滑动试验, 孔隙压力为30MPa, 轴向载荷速率为0.04~1.0μm/s。 实验结果表明摩擦系数为0.70~0.72, 与温度无系统性关系。 在303℃、 505℃和607℃时均发生了速度弱化行为, b-a<0.001 4, b/a值为1.06~1.18。 速率与状态摩擦本构关系中的b值随着温度升高而从0.001 3升至0.010 2, 呈上升趋势, 表明在摩擦接触点激活了Arrhenius型蠕变。 普通角闪石的速度弱化程度很弱, 这种微弱的速度弱化特性可能导致在闭锁的孕震带下方的俯冲界面下倾部分上发生慢滑移事件, 例如日本西南部、 卡斯卡迪亚北部和墨西哥的情况。

关键词：普通角闪石,慢滑移,速度弱化,俯冲带,

基金资助：国家自然科学基金(41774103)资助