海相深层逐渐成为我国页岩气增储上产的主体区块,然而深层页岩地质工程条件复杂,断裂激活严重制约页岩气高效安全开发。首先结合“直剪实验+声发射监测+数字散斑相关法”获取宏观力学、声发射能量及变形场信息,明确不同法向应力及粗糙度下断面剪切摩擦演化特征,最后揭示页岩断层摩擦力学行为及“声-光-力学”耦合效应。结果表明:(1)随法向应力增加,峰值抗剪强度增加而内摩擦角降低;随粗糙度系数增加,峰值抗剪强度及内摩擦角均呈线性增长。(2)高法向应力条件下,平直断面发育呈“空间均质性、时间分异性”特征的应变集中带,伴随高能量高频率的声发射信号响应。(3)粗糙断面变形能密度呈现出显著的局部化和非均匀特征。随断面粗糙度系数增加,峰值前声发射频率及能量随之降低;但峰值后凹凸体被啃断破坏,声发射累积能量急剧上升。研究认为断层摩擦演化的“声-光-力学”存在良好的对应关系,其中变形能密度更能反映剪切带损伤特征。通过本次研究以期为断层活化机制及稳定性评价提供理论指导。