REGULARITIES OF INITIATING DYNAMIC MOVEMENTS ALONG FAULTS CONTAINING CONTACT PATCHES. LABORATORY EXPERIMENT

Г.А. Гридин, А.А. Остапчук
{"title":"REGULARITIES OF INITIATING DYNAMIC MOVEMENTS ALONG FAULTS CONTAINING CONTACT PATCHES. LABORATORY EXPERIMENT","authors":"Г.А. Гридин, А.А. Остапчук","doi":"10.26006/29490995_2023_15_4_15","DOIUrl":null,"url":null,"abstract":"В настоящей работе рассмотрены закономерности сдвигового деформирования модельных разломов, содержащих контактные пятна различного вещественного состава. В качестве геоматериала, слагающего контактные пятна, были использованы измельченные образцы кварцитов и амфиболитов, отобранных на эксгумированных на дневную поверхность сейсмогенном и асейсмичном участках Приморского разлома Байкальской рифтовой зоны. Показано, что вещественный состав не влияет на закономерности накопления деформаций. В ходе увеличения сдвигового усилия в окрестности контактного пятна формируется «запертая» область, где фиксируетсядефицит деформаций. При реализации накопленныхнамодельномразломедеформаций вещественный состав имеет радикальное влияние. На кварц содержащих контактных пятнах со свойством скоростного разупрочнения реализуются динамические подвижки, которые сопровождаются излучением колебаний в диапазоне частот от 1 Гц до 80 кГц. В то же время при подвижке по амфибол содержащему контактному пятну со свойством скоростного упрочнения регистрируются только колебания в диапазоне частот 20-80 кГц, колебания с частотой менее 10 кГц не выявлены. Показано, что вследствие динамических подвижек происходят микроструктурные изменения геоматериала контактных пятен. В плоскости скольжения происходит неравномерное истираниеминералов, атакжевторичноеминералообразование. Врезультатебыстрыхдинамических подвижек по кварц содержащим контактным пятнам фиксируются высокотемпературные фазовые превращения кварца в тридимит при температуре ~ 700° C.\n This paper considers regularities of shearing model faults containing contact patches of different composition. Samples of quartzites and amphibolites collected at the Primorsky Fault of the Baikal Rift Zone, in its seismogenic and aseismic segments exhumed to the day surface, were pounded and used to fill the contact patches. It is shown that the material composing the patches does not affect on regularities of accumulating deformation. During the increase of shear force, a «locked» region emerges nearby the contact patch, where a deficit of deformation is observed. The material composition has a critical effect on the release of the accumulated deformations along the model fault. Dynamic ruptures are realized on quartz-containing contact patches with velocity-weakening behaviour. They are accompanied by the emission of oscillations in the frequency range of 1 Hz to 80 kHz. Ruptures in amphibole-containing contact patches with velocity-strengthening behaviour produce oscillations in the frequency range of 20- 80 kHz, oscillations with frequencies less than 10 kHz were not detected. It is shown that dynamic movements lead to microstructural changes in the geomaterial composing the contact patch. Minerals are abraded unevenly in the slip plane, the abrasion is accompanied by secondary mineral formation. High- temperature phase transformations of quartz into tridymite are detected at a temperature of ~ 700°C as a result of fast dynamic movements along quartz-containing contact patches.","PeriodicalId":514967,"journal":{"name":"ДИНАМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ГЕОСФЕРАХ","volume":" 10","pages":""},"PeriodicalIF":0.0000,"publicationDate":"2024-01-12","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"0","resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":null,"PeriodicalName":"ДИНАМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ГЕОСФЕРАХ","FirstCategoryId":"1085","ListUrlMain":"https://doi.org/10.26006/29490995_2023_15_4_15","RegionNum":0,"RegionCategory":null,"ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":null,"EPubDate":"","PubModel":"","JCR":"","JCRName":"","Score":null,"Total":0}
引用次数: 0

Abstract

В настоящей работе рассмотрены закономерности сдвигового деформирования модельных разломов, содержащих контактные пятна различного вещественного состава. В качестве геоматериала, слагающего контактные пятна, были использованы измельченные образцы кварцитов и амфиболитов, отобранных на эксгумированных на дневную поверхность сейсмогенном и асейсмичном участках Приморского разлома Байкальской рифтовой зоны. Показано, что вещественный состав не влияет на закономерности накопления деформаций. В ходе увеличения сдвигового усилия в окрестности контактного пятна формируется «запертая» область, где фиксируетсядефицит деформаций. При реализации накопленныхнамодельномразломедеформаций вещественный состав имеет радикальное влияние. На кварц содержащих контактных пятнах со свойством скоростного разупрочнения реализуются динамические подвижки, которые сопровождаются излучением колебаний в диапазоне частот от 1 Гц до 80 кГц. В то же время при подвижке по амфибол содержащему контактному пятну со свойством скоростного упрочнения регистрируются только колебания в диапазоне частот 20-80 кГц, колебания с частотой менее 10 кГц не выявлены. Показано, что вследствие динамических подвижек происходят микроструктурные изменения геоматериала контактных пятен. В плоскости скольжения происходит неравномерное истираниеминералов, атакжевторичноеминералообразование. Врезультатебыстрыхдинамических подвижек по кварц содержащим контактным пятнам фиксируются высокотемпературные фазовые превращения кварца в тридимит при температуре ~ 700° C. This paper considers regularities of shearing model faults containing contact patches of different composition. Samples of quartzites and amphibolites collected at the Primorsky Fault of the Baikal Rift Zone, in its seismogenic and aseismic segments exhumed to the day surface, were pounded and used to fill the contact patches. It is shown that the material composing the patches does not affect on regularities of accumulating deformation. During the increase of shear force, a «locked» region emerges nearby the contact patch, where a deficit of deformation is observed. The material composition has a critical effect on the release of the accumulated deformations along the model fault. Dynamic ruptures are realized on quartz-containing contact patches with velocity-weakening behaviour. They are accompanied by the emission of oscillations in the frequency range of 1 Hz to 80 kHz. Ruptures in amphibole-containing contact patches with velocity-strengthening behaviour produce oscillations in the frequency range of 20- 80 kHz, oscillations with frequencies less than 10 kHz were not detected. It is shown that dynamic movements lead to microstructural changes in the geomaterial composing the contact patch. Minerals are abraded unevenly in the slip plane, the abrasion is accompanied by secondary mineral formation. High- temperature phase transformations of quartz into tridymite are detected at a temperature of ~ 700°C as a result of fast dynamic movements along quartz-containing contact patches.
沿含有接触斑块的断层引发动力运动的规律性。实验室实验
本研究探讨了含有不同物质成分接触片的模型断层剪切变形的规律性。从贝加尔断裂带普里莫尔斯基断层的发震段和无震段挖掘到地表的石英岩和闪长岩碎屑样本被用作构成接触斑块的地质材料。结果表明,材料成分不会影响应变累积的模式。在剪切力增加的过程中,接触斑块附近会形成一个 "锁定 "区域,在该区域会记录到应变亏损。材料成分对模型断裂中累积应变的实现具有根本性影响。在具有高速去强度特性的含石英接触点上,可实现动态运动,并伴随着频率范围为 1 Hz 至 80 kHz 的振动。同时,当沿着含有闪石的具有高速硬化特性的接触点移动时,只记录到频率范围在 20-80 kHz 之间的振动,而检测不到频率低于 10 kHz 的振动。研究表明,由于动态运动,接触点的地质材料发生了微观结构变化。矿物的不均匀磨损以及次生矿物的形成都发生在滑动面上。由于沿含石英的接触斑发生了快速的动态运动,记录到石英在约 700 摄氏度的高温下发生了相变。本文研究了含有不同成分接触斑块的剪切模型断层的规律性。在贝加尔裂谷带的滨海尔斯基断层(其地震段和非地震段被挖掘到地表)采集的石英岩和闪长岩样本被捣碎并用于填充接触斑块。结果表明,构成接触斑块的材料不会影响累积变形的规律性。在剪切力增加时,接触斑块附近会出现一个 "锁定 "区域,在该区域会观察到变形不足。材料成分对模型断层累积变形的释放具有关键影响。在含石英的接触片上发生的动态断裂具有速度减弱特性。它们伴随着频率范围为 1 Hz 至 80 kHz 的振荡。在含闪石的接触斑块上发生的断裂具有速度增强特性,产生的振荡频率范围为 20-80 kHz,未检测到频率低于 10 kHz 的振荡。研究表明,动态运动会导致构成接触斑块的地质材料发生微观结构变化。矿物在滑移面上受到不均匀的磨蚀,磨蚀伴随着次生矿物的形成。由于含石英接触斑块的快速动态运动,在约 700°C 的温度下检测到石英向闪长岩的高温相变。
本文章由计算机程序翻译,如有差异,请以英文原文为准。
求助全文
约1分钟内获得全文 求助全文
来源期刊
自引率
0.00%
发文量
0
×
引用
GB/T 7714-2015
复制
MLA
复制
APA
复制
导出至
BibTeX EndNote RefMan NoteFirst NoteExpress
×
提示
您的信息不完整,为了账户安全,请先补充。
现在去补充
×
提示
您因"违规操作"
具体请查看互助需知
我知道了
×
提示
确定
请完成安全验证×
copy
已复制链接
快去分享给好友吧!
我知道了
右上角分享
点击右上角分享
0
联系我们:info@booksci.cn Book学术提供免费学术资源搜索服务,方便国内外学者检索中英文文献。致力于提供最便捷和优质的服务体验。 Copyright © 2023 布克学术 All rights reserved.
京ICP备2023020795号-1
ghs 京公网安备 11010802042870号
Book学术文献互助
Book学术文献互助群
群 号:604180095
Book学术官方微信