震后松弛阶段压溶蠕变实验研究

摘要

压溶蠕变是间震期断层带的主导变形机制之一，开展震后松弛阶段压溶蠕变的实验研究对理解强震的孕育和发生具有重要意义。采用Carrara大理岩，在温度200～500℃范围内，围压800 MPa、应变速率1×10^-7/s,水质量分数0.17%～0.82%条件下，开展大理岩的剪切变形压溶蠕变实验研究，模拟压溶主导的断层带震后松弛阶段的物理机制。通过偏光显微镜和扫描电镜，研究实验变形样品的微观结构和变形机制。结果表明：200～350℃样品模拟的震后断层带非稳态蠕变的物理机制，表现为微破裂、碎裂、压溶、机械双晶；400～500℃代表间震期稳态蠕变，表现为位错滑移和动态重结晶，伴有压溶。压溶为主导变形机制的大理岩实验样品中脆性破裂-低温塑性变形特征-高温塑性变形特征，代表了脆塑性转化带同震破裂-震后松弛阶段非稳态蠕变特征-间震期长期稳态蠕变特征。压溶不仅是震后松弛阶段非常重要的断层蠕变机制，而且控制着断层的非震滑动，它对于地震周期中断层强度和渗透性的周期性演化具有重要意义。

关键词

压溶 / 变形机制 / 震后松弛 / 大理岩 / 高温高压

基金资助

国家自然科学青年基金项目(41504068);国家自然科学基金项目(42230803);国家自然科学基金中国石化基础研究联合基金重大专项(U25D9017)