【摘 要】
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安宁河断层历史上发生过多次强震,现存的地震空区反映了其断层中部近30年来的断层闭锁和应变积累情况,是潜在的大地震危险区.本研究采用断层带内的新鲜花岗岩断层泥样品,在水热条件下开展了摩擦滑动实验,以研究安宁河断层摩擦特性和地震成核条件.实验有效正应力200MPa,孔隙水压30 MPa,温度25～600℃,剪切滑移速率在1 μm·s-1,0.2 μm·s-1,0.04 μm·s-1之间切换.实验结果显示,在100～400℃,摩擦系数随着温度的增加而增大(约0.663～0.704),温度高于400℃时略有降低.
【机 构】
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中国地震局地质研究所地震动力学国家重点实验室,北京 100029
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安宁河断层历史上发生过多次强震,现存的地震空区反映了其断层中部近30年来的断层闭锁和应变积累情况,是潜在的大地震危险区.本研究采用断层带内的新鲜花岗岩断层泥样品,在水热条件下开展了摩擦滑动实验,以研究安宁河断层摩擦特性和地震成核条件.实验有效正应力200MPa,孔隙水压30 MPa,温度25～600℃,剪切滑移速率在1 μm·s-1,0.2 μm·s-1,0.04 μm·s-1之间切换.实验结果显示,在100～400℃,摩擦系数随着温度的增加而增大(约0.663～0.704),温度高于400℃时略有降低.从200℃开始,花岗岩断层泥的摩擦滑动表现出由速度强化向速度弱化转变,并随温度升高速度弱化程度增强,在600℃时仍然具有显著的速度弱化,具备地震成核条件.本研究获得的花岗岩断层发生不稳定滑动的温度范围为200～600℃,远大于已有研究中给出的350～400℃这一不稳定滑动的温度上限.本实验首次发现,在相同温度条件下花岗岩断层滑动稳定性与加载速率转变方向有关,向慢速切换或低速下(0.04 μm·s-1)可以促进花岗岩断层由稳定滑动向不稳定滑动转变.基于本实验结果,结合川滇地区的地温梯度,推测得出安宁河断层中北段的地震成核深度为10～30 km,该断层的地震空区是断层闭锁的具体表现.
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