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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。
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单位中国地震局地质研究所; 中国地震局第二监测中心; 地震动力学国家重点实验室
