北京著名白癜风医院 http://m.39.net/pf/bdfyy/bdflx/构造网络论坛第三讲报告后，构造网络论坛服务组特整理了各位同行的问题，提交给报告人章*锋教授和周永胜研究员，报告人在会后做了书面回答。现将两位报告人的书面解答发布给各位同行。非常感谢两位报告人的精彩报告和耐心解答，也非常感谢广大同行的积极参与。
你问我答（章*锋教授报告）
1.15:05:53三石:请问章老师一下偏应力的概念和应用场合
答：偏应力（Deviatoricstress）是指偏离静压应力系统并引起变形部分的应力（二次张量），静水/岩应力引起物体的体积变化，偏应力导致物体的形状变化。静水应力状态下偏应力为零。在实验中一般使用差异应力（differentialstress,即某一方向的主应力与围压之间的差值）来表述矿物或岩石上应力状态随时间或应变的变化，稳态塑性变形时的差异应力或脆性破裂时的差异应力被定义为材料的塑性或脆性强度。
2.15:05:55Chuanming:请问大陆下地壳(软弱区)的发震机制,主流认识是由矿物相变引起的吗?
答：据我所知，目前是的。最早提出这个观点的是AustrheimandBoundy()的Science论文，最新的文献也有不少。
3.15:05:56MingqiLiu:老师好，为什么测得大洋岩石圈的强度如此大，怎么测得这个值的？怎么理解这个值？另外，颗粒大小变化对流变有什么影响？
答：大洋岩石圈的强度主要是由橄榄石的强度决定的，根据大洋岩石圈的温度和压力梯度，浅表的强度用Bylee’slaw摩擦定律对应的力学强度表示，深部用实验室确定的干橄榄石的流变本构方程，结合天然岩石的应变速率计算的强度来表示。计算的结果目前被认为可能是偏大的。颗粒大小的影响与变形机制有关，位错蠕变的强度与颗粒大小无关，而扩散蠕变的强度与颗粒大小成正比，颗粒越大强度越大，颗粒越小强度越低。另外，颗粒大小本身也会影响变形机制，颗粒越大，越容易发生位错变形；颗粒越小，越容易发生颗粒边界滑移或扩散蠕变。
4.15:06:06张继恩-中科院地质所:谢谢张老师的报告。有个问题，超深地震，如-km处的地震，会是怎样的过程造成的？
答：目前主流观点认为，俯冲板舌中低温的准稳态橄榄石相变导致的体积缩小，形成反裂隙，反裂隙的增生和自组织过程形成深源地震，详见GreenBurnely()Nature,GreenHouston()Annu.Rev.EarthPlanet.Sci.,GreenMarone()Rev.Mineral.Geochem.
5.15:08:08lchen:谢谢精彩报告！中深源地震脱水脆化产生地震与俯冲slab本身受到的重力（合力）之间什么关系？
答：地震的发生是需要偏应力的，只有静水或静岩压力是无法形成地震的。俯冲slab本身受到的重力（合力）可以提供地震所需的偏应力。
6.15:10:17lchen:您提出r=1.2是之前的认识，年Feietal.给出r=0.32，目前主流观点还是r=1.2嘛？您对不同矿物的结果似乎在1.0-1.6之间，对嘛？
答：因为橄榄石含水量比较低，不容易测准，Feietal.()之后好像还没有哪个课题组发表进一步的实验结果来验证。我们课题组最近对单斜辉石和斜长石的初步结果表明它们的水含量弱化指数都是大于1.0的。
7.15:10:26LiqingJiao:想问老师，在您实验中，当您在实验室模拟深部环境时，您模拟的高温高压（三维）数值上处理时，怎样确定误差呢？谢谢
答：强度的误差一般是使用多个实验的统计误差，单个实验主要看计算误差。实验中的温度、压力和应变速率因为是直接测量的，测量误差一般很小，所以不用考虑它们的误差。
8.15:11:38lchen:在地幔条件下，氧逸度对橄榄岩流变强度的影响如何？谢谢！
答：地幔中氧逸度主要会对橄榄石的位错蠕变强度产生影响，一般认为低氧逸度条件下橄榄石的流变强度大些，高氧逸度条件会降低橄榄石的流变强度。
9.15:16:54lchen:颗粒大小的指数m是多少？
答：对位错蠕变而言，与颗粒大小无关，m=0;对晶内边界扩散变形，m=2;对晶界扩散蠕变，m=3。
你问我答（周永胜研究员报告）
1.王小林:周老师，您好！请问孔隙流体压力如何影响岩石的稳定性？如何量化？谢谢！
答：孔隙流体压力会影响断层带的强度，因为流体压力会降低有效正应力，在摩擦系数不变的条件下，剪应力会降低。摩擦滑动实验表明，与不含流体压力条件相比，在相同温度和滑动速率条件下，含有孔隙流体压力时，断层摩擦滑动过程中，易于出现速度弱化和不稳定滑动。通过测量流体孔隙压大小，既可以确定有效正应力，也可以定量确定流体压力大小与滑动稳定性的关系。
2.ganhaohao:谢谢周老师，请问岩石的脆性破裂是否可以在动力作用下转化成塑性变形，如果可以，会是什么样的物理条件下？
答：在动力条件下，岩石脆性变形会出现碎裂流动，在力学上表现为延性特征，但岩石中的矿物是在动力作用下发生碎裂，而不是晶体塑性变形。岩石发生塑性变形，是指岩石发生不可恢复的永久变形过程中没有出现不连续面，例如矿物晶体发生位错滑移、攀移、亚颗粒、扩散等过程。岩石由脆性变形向塑性变形转化的主要控制条件是温度、压力和应变速率。
3.三石:周老师好，请问能否在震后松弛阶段观察到近场和远场的流体含量变化？
答：通过地震学或大地电磁探测方法，推测可能含有流体，但目前的地球物理观测手段的分辨率，还无法分辨近场和远场流体含量的变化。精确的流体含量变化，最直接的证据是来自于石油钻井资料。另外，岩石学和地球化学方法可以提供间接流体含量证据。在实验室条件下，由于受样品几何尺度的限制和观测手段的限制，一般只能给出实验样品的流体压力，无法区分近场和远场。
4.张宏远:谢谢周老师，震源深度岩石变形能不能运用最大有效力矩准则分析？
答：震源深度岩石变形是以脆性破裂或摩擦滑动为主，使用的是库仑破裂准则和速度-状态摩擦本构方程。郑亚东老师提出的最大有效力矩准则，是根据岩石中的流劈理面夹角提出的，适用于岩石的塑性变形。
5.lchen:对于裂隙愈合和开启，实验给出的波速升高与降低幅度是多少？是否与地震学观测吻合？
答：实验室给出的波速变化很小，只有微小的变化。实验室的波速变化与地震学的观测，在现象上吻合，但波速变化的数值无法吻合，实验室观测的波速变化非常小，如此小的波速变化，在地震学上无法分辨出来，地震学上观测到的波速变化一般比实验室观测到的要大。
6.YangXiaoqiu:周老师，断层或者裂隙愈合后，其强度为何比原岩的强度还大？这里面的原因是什么？
答：如果断层和裂隙部分被愈合，其强度能够部分恢复，无法达到原岩的强度。如果裂隙完全愈合，其强度可以恢复到原岩强度水平，但不会超过原岩强度。我展示的图中，似乎裂隙愈合强度高于原岩，这是实验误差，两者强度差别很小，在实验误差范围内，可以认为其强度是一致的。实验室通过slide-hold-slide实验，可以研究断层愈合效应对断层强度的影响。
7.lchen:实验室对于大陆地幔地震的发震机制是否给出约束？
答：与大陆地幔地震相关的实验不多，以下几方面的实验结果可以供解释时参考：（1）在高压条件下，富结构水矿物脱水致脆，导致橄榄岩或榴辉岩破裂而发生地震；（2）含水矿物如蛇纹石脱水引起地震；（2）矿物相变引起的体积变化导致地震；（4）橄榄岩非稳态塑性变形引起地震。
8.MingqiLiu:老师好，请问一下有没有统计过破裂带颗粒大小的分布？破裂颗粒的愈合受控于什么因素？愈合后颗粒大小能达到多大？
答：断层破碎带颗粒粒度统计方面的工作很多，一般粒度分布具有偏正态分布特征，超细粒占比少，微细粒占比多，细粒和粗粒占比少。破裂愈合受温度、时间、应力水平、化学环境和流体等多种因素控制。实验室条件下愈合颗粒多数在微米级，但在野外断层带中愈合后的粒度大小差别很大，从微米级到毫米级都有。
9.beibei:请问周老师，根据汶川地震流变强度随深度的变化，浅部和深度都相对较小，那地震破裂是更容易向浅部还是深部传播？
答：同震破裂会从破裂起始点向浅部传播，也会向深部脆塑性转化带传播。大地震的同震破裂可以向上到达地表。在缓慢变形条件下，地壳深部发生脆塑性变形和塑性流变，但由于同震具有高应变速率，原来的脆塑性转化带和塑性变形带在同震过程会发生脆性破裂。
10.lchen:还有一个问题：破裂后愈合的时间尺度？受控因素？地幔岩石是否有相应实验结果？
答：自然界的断层愈合包括物理愈合和化学愈合。物理愈合是在压力作用下，裂隙闭合，这个过程需要的时间很短。化学愈合需要的时间很长，根据实验结果推测，碳酸岩破裂愈合需要百年尺度，硅酸岩破裂可能需要数千年到万年尺度。实验室内的裂隙愈合研究，是比较耗时的工作，通常一个实验需要持续数天到数周，这不仅考验实验者的耐心，也考验高温高压实验设备的稳定安全工作状态。
11.高建勇:周老师，您好！我是中国水科院抗震中心高建勇，请问您岩石试验时断层是如何模拟的，水体渗入又是如何模拟的。另外，是否考虑在现场原位试验的模拟岩体水压致裂导致地震的可行性？
答：实验室中的断层模拟，是直接在岩石样品中切割预制断层。在高温高压三轴实验中，一般都是在圆柱状样品上切一个斜切面作为断层；在常温大样品实验中，可以预制平直断层、转折断层、斜列断层；可以是从上到下切成断层，也可以只切四分之一或三分之一。
模拟水体渗入的方法，是通过导管直接给样品加水，控制和测量流体孔隙压力。
国际上已经有大量模拟岩石水压致裂导致地震的实验，我们实验室也正在开展相关的实验研究工作。
12.hedengfa:断层带中高压流体的存在，会减低它的强度。你们有这方面的实验吗？
答：断层带高压流体存在会降低断层强度，其理论基础是库仑破裂准则中的有效正应力与流体压力的关系，高压流体引起断层滑动和地震的模型是Sibson提出的，在汶川地震之后受到广泛
