水热条件下富层状硅酸盐矿物糜棱岩的摩擦特性实验研究以及对剪切带成矿过程的理解摘要
为探索断层岩石在断层带不同温度和压力条件下其摩擦强度和摩擦滑动稳定性对于断层活动性的影响,我们采集了龙门山地区后山断裂带韧性剪切带中的富含层状硅酸盐矿物的糜棱岩样品进行了水热条件下摩擦滑动实验研究.实验是在三轴实验系统之上完成,实验温度为100-600℃,有效正压力100MPa,孔隙水压分别为30MPa和130MPa,剪切滑移速率在1.22μm/s,0.244μm/s 和0.0488μm/s 之间切换.糜棱岩的实验结果发现在200oC-500℃的温度范围内,摩擦强度系数随着温度的增加而显著增大(~0.56-0.72).糜棱岩样品的摩擦滑动稳定性在200oC-300℃的温度范围内表现出随温度的升高由速度强化转变为速度弱化趋势.于此同时孔隙水压的增大也会促进糜棱岩在高温条件下的速度依赖性由不稳定的速度弱化向稳定的速度强化的转变.速度依赖性在200-300oC 的转变可能是热激活的压实过程和扩容的共同作用所造成.因此本实验给出的断层在原地深度处的脆性和塑性变形机制的转变,可以用于解释剪切带型金矿的成因,也为Sibson 提出的“断层阀”成矿模式提供了重要的实验证据.
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