الهدف العام لهذا الإجراء هو اختبار الخصائص الاحتكاكية للphyllosilicates ، مع أخطاء مقص في الهندسة في الموقع ، وإظهار أن هذا الاحتكاك أقل بكثير من احتكاك المساحيق التي حصلت عليها نفس المادة. خلال التطور طويل الأجل للتصدعات التكتونية، وثقت العديد من الدراسات الجيولوجية تليين التفاعل بمساعدة السوائل، الذي يعزز استبدال المعادن القوية والحبيبية بالفيزيليكات. وعلى وجه الخصوص، تزيد عمليات التكسير على طول الأعطال من نفاذية، وتيسر تدفق السوائل الهيدروكوسة إلى منطقة الصدع.
السوائل تتفاعل مع الصخور الدقيقة الحبيبات، وتعزيز حل المعادن القوية مثل الكوارتز والفلسبار والكالسيت. تصبح phyllosilicates خلد وشكل الهياكل المجهرية الفوليك، مثل تلك المعروضة هنا باللون الأخضر. يتم نقل الانزلاق على طول الفيلوسيليكات من المقياس الصغير إلى منطقة الصدع بأكملها عن طريق الترابط بين مناطق القص الغنية بالفيليكوليكاتي.
هذا مثال على استمرارية منطقة القص الفيلوسيليكات على مقياس النتوء ، التي يمكن تمديدها حتى الأعطال القشرية مع سمك أكثر من 100 متر. على طول خطأ phyllosilicate الغنية مثل هذا واحد، وقد أنتجت القص منشط محاذاة phyllosilicate، وإنتاج هذا الخطأ أنيسوتروبي الصخور. من أجل أن تأخذ في الاعتبار دور anisotropy في خصائص الاحتكاك من الخطأ، لدينا لجمع عينات الصخور الحق.
للقيام بذلك ، علينا أن نجمع عينة صخرية تمثيلية ، وضمن النتوء ، نختار جزءا حيث يتم الحفاظ على أفضل المؤشرات الحركية. ومن ثم نستخدم إزميل ومطرقة لجمع عينة الصخور. بمجرد جمع عينة الصخور، نضع علامة على الشعور بالقص، ومن ثم نجلب عينة الصخور إلى المختبر للتجربة.
مع هذا الإجراء، ونحن قطع عينات الصخور للحصول على رقائق التي تناسب كتل إجبار جهاز تشوه الصخور. ويتحقق ذلك عادة في خطوتين. في الخطوة الأولى، نستخدم مختبر قياسي منشار للحصول على عينات صخرية أكبر قليلا من كتل إجبار.
ثانيا، نستخدم شفرة دوارة عالية الدقة، أو طاحونة يد، لتشكيل الرقائق بحيث تكون مساحتها 5 في 5 سنتيمترات، وحوالي سنتيمتر واحد في السماكة. من نفس قطعة من الصخور، ونحن نستخدم مطحنة القرص للحصول على المواد الحبيبية التي يتم غربلة للوصول إلى حجم الحبوب المطلوبة، وعادة أقل من 125 ميكرون. يتم تركيب رقاقتين متطابقتين على كتل إجبار الفولاذ المقاوم للصدأ مع منطقة احتكاك اسمية تبلغ 5 في 5 سنتيمترات ، ثم يتم تجميعها مع كتلة إجبار مركزية لتكوين التكوين المتماثل والمباشر المزدوج.
وبنفس الطريقة، يتم استخدام المساحيق لبناء طبقتين متطابقتين يبلغ سمكهما حوالي 5 ملليمترات، ومنطقة ملامستها 5 في 5 سنتيمترات. ثم يتم استخدام هذه لإنشاء تكوين القص مزدوجة مباشرة مماثلة. عند هذه النقطة، يتم وضع تكوين القص المزدوج المباشر داخل جهازنا ثنائي الفأس، ونحن على استعداد لبدء تجربة الاحتكاك.
نحن نستخدم المكبس الهيدروليكي الذي يتم التحكم فيه من قبل سيرفو لتطبيق والحفاظ على ضغط طبيعي مستمر على عينة الصخور. ثم عن طريق التقدم في الكبش العمودي، ونحن تطبيق الإجهاد القص في سرعة انزلاق ثابت؛ وعادة ما يكون 10 ميكرون في الثانية الواحدة. تتميز معظم التجارب بتصلب الإجهاد الأولي ، حيث يزيد إجهاد القص بسرعة أثناء التحميل المرن ، يليه إجهاد القص في حالة ثابتة.
الإجهاد القص إلى نسبة الإجهاد العادي يعطينا معامل الاحتكاك. في نهاية اختبار الاحتكاك ، نستخرج الخطأ التجريبي بعناية ، ون وتلقيح عينة الصخور براتنج الايبوكسي ، ونقطع العينة في اتجاه مواز لإحساس القص ، ونبني أقساما رقيقة من التخفيضات لدراسات البنية الدقيقة. نحن نستخدم المجهر البصري لتوصيف الأخطاء السائبة على البنية المجهرية.
نحن نحلل الهياكل المجهرية باستخدام المجهر الإلكتروني المسح الضوئي للتحقيق في عمليات التشوه الرئيسية. نحن نستخدم المجهر الإلكتروني انتقال للحصول على تفاصيل حول عمليات التشوه وصولا الى النانوscale. في رسم تخطيطي للإجهاد العادي مقابل إجهاد القص ، ترسم كل من الرقائق الصلبة ذات ال الفوليك وعينات المسحوق على طول الخط ، بما يتفق مع مغلف فشل هش.
ولكن الرقائق الصلبة لها قيمة الاحتكاك أقل بكثير من التناظرية مسحوق. على وجه الخصوص ، تظهر المساحيق احتكاكا حوالي 0.6 ، في حين أن الصخور المفلطحة لها قيم أقل بكثير. في كل إجهاد طبيعي ، يكون للصخور الفوليك معامل احتكاك أقل من المساحيق المصنوعة منها من 0.2 إلى 0.3 وحدة.
تظهر دراسات البنية الدقيقة للصخور المختبرة أن الاحتكاك المنخفض لللرقائق الصلبة يرجع إلى الانزلاق على طول الفاضيات الموجودة من قبل والمحبوبات الدقيقة جدا المصنوعة من الفيلوسيليكات. تظهر صور TEM أن الانزلاق يتم استيعابه بشكل رئيسي عن طريق التكسير والترجمة والتناوب على طول الفيلوسيليكاتيات ، مع delamination الطبقة الداخلية المتكررة. وعلى النقيض من ذلك، تشير التجارب التي أجريت على المساحيق إلى أن الكثير من التشوه يحدث على طول المناطق التي يحدثها التكسير وانخفاض حجم الحبوب.
وهذا يؤدي إلى ارتفاع قيم الاحتكاك. هذا هو ملخص للخصائص الاحتكاكية للتصدعات التكتونية الطبيعية الغنية بالفيلوسيليكات من بيئات تكتونية مختلفة. وتظهر البيانات أن الاحتكاك في حدود 0.1 إلى 0.3، وهذا الاحتكاك هو أقل بكثير من قيمة Byerlee التقليدية للاحتكاك التي تم الحصول عليها من سلسلة كبيرة من أنواع الصخور، التي هي في الغالب مصنوعة من مراحل معدنية الحبيبية.
باختصار، تظهر تجارب الاحتكاك لدينا أن العينات الفوليك ضعيفة للغاية مقارنة بمكافئاتها المجففة. تشير دراسات البنية الدقيقة إلى أن الاحتكاك السفلي ، أو بعبارة أخرى ، ضعف الخطأ في صخور الصدع الفوليك يرجع إلى إعادة تنشيط الأسطح الطبيعية الغنية بالفيلوسيليكات الموجودة من قبل. هذه الأسطح غائبة في العينات المجففة منذ خطوة إعداد العينة يدمر لهم.
تظهر اختبارات الاحتكاك التي نقوم بها على عينات فوليات صلبة أن الاحتكاك المنخفض، وبالتالي ضعف الخطأ، يمكن أن يحدث في الحالات التي تشكل فيها المراحل المعدنية الضعيفة نسبة صغيرة فقط من إجمالي صخرة الصدع، مما يعني أن عددا كبيرا من العيوب القشرية ضعيفة.
