软弱成分层对断层泥强度的影响

来源：地震地质杂志2015年第1期北京时间：

作者：路珍, 何昌荣

单位：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 中国地震局第二监测中心, 西安 710054

摘要：分别对不同含量的黑云母、石英均匀混合和黑云母以软弱层形式夹于石英中的2种断层泥在温度为100℃, 有效围压为200MPa, 水压为30MPa, 剪切滑动速率为1.22μm/s的条件下进行摩擦实验。实验发现, 当黑云母以软弱层存在时, 强度随含量的增加呈负幂次衰减关系, 5%的含量就会对强度产生很大的降低作用, 当含量达到30%后, 强度受含量的影响便不再显著, 逐渐趋于稳定。而对于均匀混合样品, 强度随黑云母含量的增加呈单调线性递减关系, 即云母含量越高对应强度越低。显微结构显示, 在混合样品中, 黑云母和石英共同承担了变形的作用, 分配关系与各自所占含量保持一致。而在含软弱层的样品中, 变形与矿物含量间的关系不大, 主要集中在黑云母软弱层中发生, 而石英的变形程度不大。文中研究的结果定量地描述了软弱层对断层强度的显著影响, 表明一旦岩石中的弱矿物富集并且连通, 则会大大降低断层的强度, 对弱断层或高角度逆断层的形成具有一定的启示意义。

关键词：黑云母,石英,软弱层,摩擦强度,

基金资助：国家自然科学基金(41274186)和地震动力学国家重点实验室自主研究课题(LED2012A01)共同资助