织物在富含植物硅酸盐构造断层摩擦特性中的作用

此过程的总体目标是测试植物酸盐的摩擦特性，在原位几何中剪切故障，并表明这种摩擦明显低于同一材料获得的粉末摩擦。在构造断层的长期演化过程中，许多地质研究记录了流体辅助反应软化，从而促进用植物酸盐替代强粒度矿物。特别是，沿断层的压裂过程可提高渗透性，并促进水体流体流入断层带。

流体与细粒状岩石发生反应，促进石英、费尔兹帕和钙化物等强矿物的溶解。它们成为鸭嘴兽植物，形成叶状微结构，就像这里呈现的绿色结构一样。沿着微尺度的植物学滑动通过富含植物硅酸盐的剪切区的相互连接传输到整个断层带。

这是外露尺度的植物硅酸盐剪切带连续性的一个例子，可以扩展到厚度超过100米的地壳级断层。沿着像这种富含植物硅酸盐的断层，补品剪切产生了植物硅酸盐对齐，产生了这种断层岩石同位素。为了考虑到异位子在断层摩擦特性中的作用，我们必须收集正确的岩石样本。

为此，我们必须收集具有代表性的岩石样本，在露头中，我们选择运动指标保存最完好的部分。然后我们用凿子和锤子收集岩石样本。收集岩石样本后，我们标记剪切感，然后将岩石样本带到实验室进行实验。

通过这个程序，我们切割岩石样本，以获得适合岩石变形装置的强制块的晶圆。这通常以 2 个步骤实现。在第一步中，我们使用标准实验室锯获得比强制块稍大的岩石样本。

其次，我们使用高精度旋转叶片或手磨机来塑造晶圆，使其面积为 5 到 5 厘米，厚度约为 1 厘米。从同一块岩石中，我们使用磁盘磨机获得一种颗粒状材料，这种材料被筛成达到所需的颗粒大小，通常低于 125 微米。2 个相同的晶圆安装在不锈钢强制块上，名义摩擦接触面积为 5 x 5 厘米，然后用中央强制块组装，以构成对称的双直接配置。

同样，粉末用于构建2个相同的层，厚度约为5毫米，接触面积为5乘5厘米。然后，这些用于组成类似的双直接剪切配置。此时，双直接剪切配置位于我们的双轴装置内，我们已准备好开始摩擦实验。

我们使用伺服控制的液压活塞对岩石样品施加并保持恒定的正常应力。然后通过推进垂直公羊，我们以恒定的滑动速度施加剪切应力：通常为每秒10微米。大多数实验的特点是初始应变硬化，在弹性加载过程中剪切应力迅速增加，然后是处于稳定状态的剪切应力。

剪切应力与正常应力比为我们提供了摩擦系数。在摩擦试验结束时，我们仔细提取实验断层，用环氧树脂浸渍岩石样品，将样品切割成与剪切感平行的方向，并从切口中构建细段，用于微观结构研究。我们使用光学显微镜来描述微观结构上的散装故障。

我们使用扫描电子显微镜分析微观结构，以调查主要变形过程。我们使用传输电子显微镜获取到纳米级的变形过程的详细信息。在正常应力与剪切应力的图中，固体叶片晶圆和粉末样品都沿着线绘制，与脆性故障包络一致。

但固体晶圆的摩擦值明显低于粉状类比。特别是，粉末显示摩擦力约为0.6，而叶状岩石的摩擦值显著降低。在每个正常应力下，叶状岩石的摩擦系数比由它们制成的粉末低0.2到0.3单位。

对试验岩石的微观结构研究表明，固体晶圆的低摩擦力是由于沿着由植物酸性制成的预先存在的、非常细粒状的叶子滑动造成的。TEM 图像显示，滑移主要通过压裂、翻译和沿植物素旋转来适应，并频繁进行内层除层。相比之下，对粉末进行的实验表明，大部分变形发生在压裂和谷物大小减少影响的区域。

这会导致更高的摩擦值。这是来自不同构造环境的天然、富含植物硅酸盐的构造断层的摩擦特性的总结。数据显示，摩擦力在0.1至0.3之间，这种摩擦明显低于传统的拜利摩擦值，这种摩擦值主要来自大量岩石类型，这些岩石类型主要由颗粒矿物相组成。

总之，我们的摩擦实验表明，与粉末状样品相比，叶片样品极其弱。微结构研究表明，叶状断层岩石的低摩擦力，或换句话说，断层弱点是由于先前存在的富含植物硅酸盐的表面的重新激活。这些表面在粉末样品中不存在，因为样品制备步骤会破坏它们。

我们对固体叶片样品的摩擦测试表明，在矿物相弱仅占总断层岩石的一小部分的情况下，可能会发生低摩擦，因此也会产生故障弱点，这意味着大量地壳断层是弱的。