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摘要
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断层黏滑和蠕滑提供了实验证据，而且为探究强震孕育和发生机理等提供重要的参数.
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单位中国地震局地质研究所; 地震动力学国家重点实验室; 中国地质大学（北京）
