Name: Rola tkaniny we właściwościach ciernych uskoków tektonicznych bogatych w filokrzemiany (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2021-11-06T13:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 39 s
Description: Odkryj właściwości cierne uskoków tektonicznych bogatych w filokrzemiany w ich pierwotnej geometrii. Dowiedz się, dlaczego próbki foliowane wykazują znacznie niższy współczynnik tarcia niż ich sproszkowane odpowiedniki.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Uprzejmie dziękujemy Marco Albano za udostępnienie filmu poświęconego mikroskopowi optycznemu i SEM, a Domenico Mannetta za procedurę cięcia skał. Badania te zostały wsparte grantem ERBN GLASS n° 259256 oraz TECTONIC n° 835012. Wkład ten został znacznie poprawiony dzięki komentarzom trzech anonimowych recenzentów oraz sugestiom redakcyjnym dotyczącym produkcji filmu.

1. Kolekcja próbek skał
<ol>
	<li>W dobrze odsłoniętej wychodni naturalnego uskoku bogatego w krzemian należy wybrać odpowiednią ekspozycję (skała uskokowa dobrze zachowana wzdłuż płaszczyzny zawierającej linię uskoku), w której należy pobrać reprezentatywną próbkę skały do eksperymentów. Zwróć uwagę, aby wybrać skałę uskokową o rozstawie foliacji nie większym niż kilka milimetrów. Ma to na celu uchwycenie poziomów filokrzemianowych w prostokątnych płytkach o grubości do 1,5 cm, które zostaną ścięte podczas eksperymentów z tarciem.</li>
	<li>Za pomocą młotka i dłuta uzyskać próbkę skały uskokowej o powierzchni około 10 cm x 10 cm i grubości większej niż 3 cm.</li>
	<li>Zaznacz wyczucie ścinania na próbce skały na podstawie wskaźników kinematycznych zaobserwowanych w terenie (np. śliskie boki, foliacje, fałdy ciągnione itp.). 
	UWAGA: Powierzchnia próbki może być mniejsza niż 10 cm x 10 cm, ale musi być większa niż 5 cm x 5 cm, czyli wymiar bloków wymuszających aparatury doświadczalnej. 
	UWAGA: Foliowane próbki skał są bardzo kruche, dlatego po pobraniu przydatne może być owinięcie próbki taśmą lub folią z tworzywa sztucznego. Obowiązkowe jest, aby pobrane próbki nie zostały zmienione przez wietrzenie, a zatem skały te stanowiły skałę uskokową na głębokości sejsmogenicznej.</li>
</ol>
2. Przygotowanie próbki do eksperymentów z tarciem w konfiguracji z podwójnym bezpośrednim ścinaniem
<ol>
	<li>Wytnij próbkę skały, aby uzyskać prostokątne płytki, które pasują do bloków wymuszających aparatu do deformacji skał. Zwykle osiąga się to w dwóch etapach: w pierwszym kroku użyj standardowej piły laboratoryjnej, aby uzyskać próbkę skały, która jest nieco większa niż bloki wymuszające; po drugie, użyj precyzyjnego ostrza obrotowego lub szlifierki ręcznej, aby uformować wafle o powierzchni 5 cm x 5 cm i grubości 0,8-1,2 cm (<silna klasa="xfig">Rysunek 1, po lewej). W przypadku standardowego testu podwójnego bezpośredniego ścinania, do przeprowadzenia jednego eksperymentu wymagane będą dwie płytki z tej samej skały. Podczas procedury cięcia i kształtowania należy upewnić się, że naturalne płaszczyzny ścinania bogate w filokrzemian zawarte w próbce są utrzymywane równolegle do powierzchni bloków wymuszających. Oznacza to, że foliacja jest równoległa do powierzchni płytki o wymiarach 5 cm x 5 cm.</li>
	<li>Za pomocą młyna tarczowego rozdrobnij pozostały materiał z kawałka nienaruszonych próbek i przesiej materiał, aby uzyskać proszki o wielkości ziarna <125 μm (<klasa silna = "xfig">Rysunek 1, po prawej).</li>
	<li>Zamontuj dwie identyczne płytki na blokach dociskowych ze stali nierdzewnej o nominalnej powierzchni styku tarcia 5 cm × 5 cm, a następnie zmontuj je z centralnym blokiem wymuszającym, aby utworzyć symetryczną konfigurację podwójnego bezpośredniego ścinania. 
	UWAGA: Ważne jest, aby zmysł ścinania narzucony przez maszynę na próbkę pokrywał się z naturalnym zmysłem ścinania zapisanym na płytce i oznaczonym w punkcie 1.3.</li>
	<li>Z proszków zbuduj dwie identyczne warstwy skalne o grubości około 5 mm i powierzchni 5 cm x 5 cm2. W przypadku tych sproszkowanych próbek skał naturalna foliacja jest niszczona przez procedurę przygotowania próbki za pomocą młyna tarczowego. Użyj precyzyjnego przyrządu wyrównującego, aby uzyskać jednolitą i powtarzalną warstwę skalną złożoną ze sproszkowanego materiału. Skomponuj symetryczny zespół podwójnego bezpośredniego ścinania.</li>
</ol>
3. Eksperymenty z tarciem
<ol>
	<li>W aparacie dwuosiowym27,28 użyj poziomego tłoka hydraulicznego sterowanego serwomechanizmem, aby przyłożyć i utrzymać stałe naprężenie normalne w próbce skały.</li>
	<li>Stosować naprężenie ścinające ze stałą szybkością przemieszczenia, zwykle 10 μm/s, za pomocą pionowego tłoka hydraulicznego sterowanego serwomechanizmem. 
	UWAGA: Obciążenia są mierzone za pomocą dwóch tensometrycznych czujników wagowych (dokładność 0,03 kN) umieszczonych między suwakiem a zespołem próbki. Przemieszczenia poziome i pionowe są mierzone za pomocą LVDT (liniowych zmiennych przetworników różnicowych), z dokładnością do 0,1 μm, do której odnosi się rama obciążeniowa i górna strona ramy27,28.</li>
	<li>Scharakteryzuj wszystkie eksperymenty za pomocą początkowego umocnienia odkształceniowego, w którym naprężenie ścinające gwałtownie wzrasta podczas obciążenia sprężystego, przed granicą plastyczności, a następnie ścinanie przy stałej wartości naprężenia tarcia.</li>
</ol>
4. Poeksperymentalne pobieranie próbek
<ol>
	<li>Na końcu testu tarcia ostrożnie wyodrębnij wadę eksperymentalną. Gumki lub taśmę klejącą można nałożyć na próbkę przed usunięciem obciążenia, aby zachować integralność zdeformowanych skał.</li>
	<li>Zaimpregnować żywicą epoksydową próbki skał. Jeśli to możliwe w przypadku eksperymentów proszkowych, należy unikać impregnacji próżniowej, aby zapobiec uszkodzeniu pierwotnej mikrostruktury przez wymuszony przepływ żywicy do próbki.</li>
	<li>Przeciąć te próbki skał równolegle do eksperymentalnego kierunku ścinania. Istnieje kilka sposobów śledzenia eksperymentalnego kierunku ścinania. W naszej konfiguracji z podwójnym bezpośrednim ścinaniem powierzchnie stalowych klocków ślizgowych stykających się z warstwami żłobień są obrabiane z rowkami o wysokości 0,8 mm i odstępami 1 mm, aby uniknąć poślizgu na styku żłobień ze stalą i zapewnić odkształcenie przy ścinaniu w obrębie żłobień, dlatego w naszych eksperymentach kierunek ścinania jest prostopadły do rowków.</li>
	<li>Buduj cienkie przekroje z nacięć do badań mikrostrukturalnych.</li>
</ol>
5. Analiza mikrostrukturalna
<ol>
	<li>Zbadaj za pomocą mikroskopu optycznego, aby scharakteryzować mikrostrukturę strefy uskoku masowego.</li>
	<li>Użyj skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM), aby zbadać główne procesy deformacji.</li>
	<li>Użyj transmisyjnego mikroskopu elektronowego (TEM), aby uzyskać szczegółowe informacje na temat procesów deformacji w nanoskali. Szczegółowe informacje na temat wykonywania analizy mikrostrukturalnej można znaleźć w poprzednich publikacjach4,5,6,7,8,9,10,29.</li>
</ol>

<ol><li>Janecke, S. U., Evans, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Feldspar-influenced+rock+rheologies%5BTitle%5D)+AND+%22Geology%22%5BJournal%5D)">Feldspar-influenced rock rheologies.</a> Geology. 16, 1064-1067 (1988).</li>
<li>Handy, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+solid-state+flow+of+polymineralic+rocks%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Geophysical+Research%22%5BJournal%5D)">The solid-state flow of polymineralic rocks.</a> Journal of Geophysical Research. 95, 8647-8661 (1990).</li>
<li>Bruhn, R., Parry, W. T. P., Yonkee, W. A., Thompson, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fracturing+and+hydrothermal+alteration+in+normal+fault+zones%5BTitle%5D)+AND+%22Pure+and+Applied+Geophysics%22%5BJournal%5D)">Fracturing and hydrothermal alteration in normal fault zones.</a> Pure and Applied Geophysics. 142, 609-644 (1994).</li>
<li>Evans, J. P., Chester, F. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fluid-rock+interaction+in+faults+of+the+San+Andreas+system%3A+inferences+from+San+Gabriel+fault+rock+geochemistry+and+microstruc-+tures%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Geophysical+Research%22%5BJournal%5D)">Fluid-rock interaction in faults of the San Andreas system: inferences from San Gabriel fault rock geochemistry and microstruc- tures.</a> Journal of Geophysical Research. 100, 13007-13020 (1995).</li>
<li>Wintsch, R. P., Christoffersen, R., Kronenberg, A. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fluid-rock+reaction+weakening+of+fault+zones%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Geophysical+Research%22%5BJournal%5D)">Fluid-rock reaction weakening of fault zones.</a> Journal of Geophysical Research. 100, 13021-13032 (1995).</li>
<li>Manatschal, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fluid-+and+reaction-assisted+low-angle+normal+faulting%3A+ev-+idence+from+rift-related+brittle+fault+rocks+in+the+Alps+%28Err+nappe%2C+eastern+Switzerland%29%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Structural+Geology%22%5BJournal%5D)">Fluid- and reaction-assisted low-angle normal faulting: ev- idence from rift-related brittle fault rocks in the Alps (Err nappe, eastern Switzerland).</a> Journal of Structural Geology. 21, 777-793 (1999).</li>
<li>Imber, J., Holdsworth, R. E., Butler, C. A., Lloyd, G. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fault-zone+weakening+pro-+cesses+along+the+reactivated+Outer+Hebrides+Fault+Zone%2C+Scotland%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+Geological+Society%22%5BJournal%5D)">Fault-zone weakening pro- cesses along the reactivated Outer Hebrides Fault Zone, Scotland.</a> Journal of the Geological Society. 154, 105-109 (1997).</li>
<li>Wibberley, C. A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Are+feldspar-to-mica+reactions+necessarily+reaction-softening+processes+in+fault+zones%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Structural+Geology%22%5BJournal%5D)">Are feldspar-to-mica reactions necessarily reaction-softening processes in fault zones.</a> Journal of Structural Geology. 21, 1219-1227 (1999).</li>
<li>Collettini, C., Holdsworth, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fault+zone+weakening+processes+along+low-+angle+normal+faults%3A+insights+from+the+Zuccale+Fault%2C+Isle+of+Elba%2C+Italy%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+Geological+Society%22%5BJournal%5D)">Fault zone weakening processes along low- angle normal faults: insights from the Zuccale Fault, Isle of Elba, Italy.</a> Journal of the Geological Society. 161, 1039-1051 (2004).</li>
<li>Schleicher, A. M., vander Pluijm, B., Warr, L. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanocoatings+of+clay+and+creep+of+the+San+Andreas+fault+at+Parkfield%2C+California%5BTitle%5D)+AND+%22Geology%22%5BJournal%5D)">Nanocoatings of clay and creep of the San Andreas fault at Parkfield, California.</a> Geology. 38, 667-670 (2010).</li>
<li>Holdsworth, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Weak+faults-rotten+cores%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Weak faults-rotten cores.</a> Science. 303, 181-182 (2004).</li>
<li>Collettini, C., Niemeijer, A., Viti, C., Marone, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fault+zone+fabric+and+fault+weakness%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Fault zone fabric and fault weakness.</a> Nature. 462, 907-910 (2009).</li>
<li>Tesei, T., Collettini, C., Barchi, M. R., Carpenter, B. M., Di Stefano, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Heterogeneous+strength+and+fault+zone+complexity+of+carbonate-bearing+thrusts+with+possible+implications+for+seismicity%5BTitle%5D)+AND+%22Earth+and+Planetary+Science+Letters%22%5BJournal%5D)">Heterogeneous strength and fault zone complexity of carbonate-bearing thrusts with possible implications for seismicity.</a> Earth and Planetary Science Letters. 408, 307-318 (2014).</li>
<li>Tesei, T., Lacroix, B., Collettini, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fault+strength+in+thin-skinned+tectonic+wedges+across+the+smectite-illite+transition%3A+constraints+from+friction+experiments+and+critical+tapers%5BTitle%5D)+AND+%22Geology%22%5BJournal%5D)">Fault strength in thin-skinned tectonic wedges across the smectite-illite transition: constraints from friction experiments and critical tapers.</a> Geology. , (2015).</li>
<li>Tesei, T., Collettini, C., Carpenter, B. M., Viti, C., Marone, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Frictional+strength+and+healing+behavior+of+phyllosilicate-rich+faults%5BTitle%5D)+AND+%22JGR+Solid+Earth%22%5BJournal%5D)">Frictional strength and healing behavior of phyllosilicate-rich faults.</a> JGR Solid Earth. 117, 09402(2012).</li>
<li>Logan, J. M., Rauenzahn, K. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Frictional+dependence+of+gouge+mixtures+of+quartz+and+montmorillonite+on+velocity%2C+composition+and+fabric%5BTitle%5D)+AND+%22Tectonophysics%22%5BJournal%5D)">Frictional dependence of gouge mixtures of quartz and montmorillonite on velocity, composition and fabric.</a> Tectonophysics. 144, 87-108 (1987).</li>
<li>Saffer, D. M., Marone, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparison+of+smectite-+and+illite-rich+gouge+fric-+tional+properties%3A+application+to+the+updip+limit+of+the+seismogenic+zone+along+subduction+megathrusts%5BTitle%5D)+AND+%22Earth+and+Planetary+Science+Letters%22%5BJournal%5D)">Comparison of smectite- and illite-rich gouge fric- tional properties: application to the updip limit of the seismogenic zone along subduction megathrusts.</a> Earth and Planetary Science Letters. 215, 219-235 (2003).</li>
<li>Moore, D. E., Lockner, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Crystallographic+control+of+the+frictional+behavior+of+dry+and+water-saturated+sheet+structure+minerals%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Geophysical+Research%22%5BJournal%5D)">Crystallographic control of the frictional behavior of dry and water-saturated sheet structure minerals.</a> Journal of Geophysical Research. 109, (2004).</li>
<li>Takahashi, M., Mizoguchi, K., Kitamura, K., Masuda, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+clay+con-+tent+on+the+frictional+strength+and+fluid+transport+property+of+faults%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Geophysical+Research%22%5BJournal%5D)">Effects of clay con- tent on the frictional strength and fluid transport property of faults.</a> Journal of Geophysical Research. 112, 08206(2007).</li>
<li>Crawford, B. R., Faulkner, D. R., Rutter, E. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Strength%2C+porosity%2C+and+permeability+development+during+hydrostatic+and+shear+loading+of+synthetic+quartz-clay+fault+gouge%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Geophysical+Research%22%5BJournal%5D)">Strength, porosity, and permeability development during hydrostatic and shear loading of synthetic quartz-clay fault gouge.</a> Journal of Geophysical Research. 113, 03207(2008).</li>
<li>Giorgetti, C., Carpenter, B. M., Collettini, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Frictional+behavior+of+talc-+calcite+mixtures%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Geophysical+Research.%2C+Solid+Earth%22%5BJournal%5D)">Frictional behavior of talc- calcite mixtures.</a> Journal of Geophysical Research., Solid Earth. 120, (2015).</li>
<li>Ruggeri, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+role+of+shale+content+and+pore-water+saturation+on+frictional+properties+of+simulated+carbonate+faults%5BTitle%5D)+AND+%22Tectonophysics%22%5BJournal%5D)">The role of shale content and pore-water saturation on frictional properties of simulated carbonate faults.</a> Tectonophysics. 807, (2021).</li>
<li>Byerlee, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Friction+of+rocks%5BTitle%5D)+AND+%22Pure+and+Applied+Geophysics%22%5BJournal%5D)">Friction of rocks.</a> Pure and Applied Geophysics. 116, 615-626 (1978).</li>
<li>Lockner, D. A., Morrow, C., Moore, D., Hickman, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Low+strength+of+deep+San+Andreas+fault+gouge+from+SAFOD+core%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Low strength of deep San Andreas fault gouge from SAFOD core.</a> Nature. 472, 82-86 (2011).</li>
<li>Tesei, T., Harbord, C. W. A., De Paola, N., Collettini, C., Viti, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Friction+of+min-+eralogically+controlled+serpentinites+and+implications+for+fault+weakness%5BTitle%5D)+AND+%22JGR+Solid+Earth%22%5BJournal%5D)">Friction of min- eralogically controlled serpentinites and implications for fault weakness.</a> JGR Solid Earth. 123, (2018).</li>
<li>Shea, W. T. J., Kronenberg, A. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Strength+and+anisotropy+of+foliated+rocks+with+varied+mica+contents%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Structural+Geology%22%5BJournal%5D)">Strength and anisotropy of foliated rocks with varied mica contents.</a> Journal of Structural Geology. 15, 1097-1121 (1993).</li>
<li>Marone, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effect+of+loading+rate+on+static+friction+and+the+rate+of+fault+healing+during+the+earthquake+cycle%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">The effect of loading rate on static friction and the rate of fault healing during the earthquake cycle.</a> Nature. 391, 69-72 (1998).</li>
<li>Collettini, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((BRAVA%3A+a+novel+Brittle+Rock+deformAtion+Versatile+Apparatus%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Rock+Mechanics+and+Mining+Sciences%22%5BJournal%5D)">BRAVA: a novel Brittle Rock deformAtion Versatile Apparatus.</a> International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 66, 114-123 (2014).</li>
<li>Scuderi, M. M., Collettini, C., Viti, C., Tinti, E., Marone, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evolution+of+Shear+Fabric+in+Granular+Fault+Gouge+From+Stable+Sliding+to+Stick-Slip+and+Implications+for+Fault+Slip+Mode%5BTitle%5D)+AND+%22Geology%22%5BJournal%5D)">Evolution of Shear Fabric in Granular Fault Gouge From Stable Sliding to Stick-Slip and Implications for Fault Slip Mode.</a> Geology. , (2017).</li>
<li>Collettini, C., Tesei, T., Scuderi, M. M., Carpenter, B. M., Viti, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Beyond+Byerlee+friction%2C+weak+faults+and+implications+for+slip+behavior%5BTitle%5D)+AND+%22Earth+and+Planetary+Science+Letters%22%5BJournal%5D)">Beyond Byerlee friction, weak faults and implications for slip behavior.</a> Earth and Planetary Science Letters. 519, 245-263 (2019).</li>
<li>Viti, C., Collettini, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Growth+and+deformation+mechanisms+of+talc+along+a+natural+fault%3A+a+micro%2Fnanostructural+investigation%5BTitle%5D)+AND+%22Contributions+to+Mineralogy+and+Petrology%22%5BJournal%5D)">Growth and deformation mechanisms of talc along a natural fault: a micro/nanostructural investigation.</a> Contributions to Mineralogy and Petrology. 158, 529-542 (2009).</li>
<li>Collettini, C., Niemeijer, A., Viti, C., Smith, S. A. F., Marone, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fault+structure%2C+frictional+properties+and+mixed-mode+fault+slip+behavior%5BTitle%5D)+AND+%22EPSL%22%5BJournal%5D)">Fault structure, frictional properties and mixed-mode fault slip behavior.</a> EPSL. 311, 316-327 (2011).</li>
<li>Di Toro, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fault+lubrication+during+earthquakes%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Fault lubrication during earthquakes.</a> Nature. 471 (7339), 494-498 (2011).</li>
<li>Dieterich, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Modeling+of+rock+friction+1.+Experimental+results+and+constitutive+equations%5BTitle%5D)+AND+%22JGR+Solid+Earth%22%5BJournal%5D)">Modeling of rock friction 1. Experimental results and constitutive equations.</a> JGR Solid Earth. 84, 2161-2168 (1979).</li>
<li>Sibson, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fault+rocks+and+fault+mechanisms%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+Geological+Society%22%5BJournal%5D)">Fault rocks and fault mechanisms.</a> Journal of the Geological Society. 133, 191-213 (1977).</li>
<li>Brodsky, E. E., Gilchrist, J. J., Sagy, A., Collettini, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Faults+smooth+gradually+as+a+function+of+slip%5BTitle%5D)+AND+%22Earth+and+Planetary+Science+Letters%22%5BJournal%5D)">Faults smooth gradually as a function of slip.</a> Earth and Planetary Science Letters. 302, 185-193 (2011).</li>
<li>Niemeijer, A. R., Marone, C., Elsworth, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fabric+induced+weakness+of+tectonic+faults%5BTitle%5D)+AND+%22Geophysical+Research+Letters%22%5BJournal%5D)">Fabric induced weakness of tectonic faults.</a> Geophysical Research Letters. 37, (2010).</li>
<li>Lu, Z., He, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Friction+of+foliated+fault+gouge+with+a+biotite+interlayer+at+hydrothermal+conditions%5BTitle%5D)+AND+%22Tectonophysics%22%5BJournal%5D)">Friction of foliated fault gouge with a biotite interlayer at hydrothermal conditions.</a> Tectonophysics. , 72-92 (2018).</li>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Ważną kwestią, o której warto wspomnieć, jest to, że za pomocą tej procedury charakteryzujemy wytrzymałość tarcia zwarciowego w stanie ustalonym, mierzoną doświadczalnie przy niskich prędkościach poślizgu (tj. 0,01 μm/s < v < 100 μm/s). Zmierzone niskie wartości tarcia wskazują na słabość uskoków bogatych w filokrzemiany, wynikających z długotrwałego zmiękczania reakcji wspomaganej płynami i rozwoju foliacji 1,4,5,6,7,8,9,10,11,12,30 . Ta niska siła tarcia może być wykorzystana jako wskaźnik zastępczy do oceny wytrzymałości na uskoki w stanie ustalonym lub podczas przedsejsmicznych faz cyklu sejsmicznego. W związku z tym w naszej analizie nie uwzględniono ważnych dynamicznych mechanizmów osłabiania, które zachodzą przy dużych prędkościach poślizgu (tj. > 10 cm/s) i są indukowane wzrostem temperatury33.
Kluczowe etapy protokołu dotyczą pobierania i przygotowania próbki. Ponieważ filokrzemiany charakteryzują się bardzo niską wytrzymałością na rozciąganie w kierunku prostopadłym do płaszczyzn podstawy (001) (tj. w kierunku prostopadłym do foliacji), podczas pracy młotkiem i dłutem na polu lub szlifierką ręczną w laboratorium, dość często próbki skał rozpadają się i proces kształtowania musi zostać wznowiony. Dlatego zdecydowanie zaleca się pobranie większej liczby próbek niż te, które są ściśle wymagane do przeprowadzenia eksperymentów i uzbrój się w cierpliwość.
Przed zintegrowaniem danych mechanicznych i mikrostrukturalnych ważne jest, aby sprawdzić, czy tarcie po liściach bogatych w filokrzemian obserwowane wzdłuż naturalnych skał uskokowych jest odtwarzane w laboratorium, lub innymi słowy, czy naturalna mikrostruktura skał uskokowych jest podobna do tej uzyskanej przez ścinanie płytki (ryc. 3).
W doświadczeniach na płytkach stałych charakteryzujących się cienkimi sieciami krzemianów krzemianów, ciągłe warstwy słabych faz mineralnych mogą być zużywane podczas znacznego ścinania (przemieszczenie > 12 mm). Na tym etapie deformacja jest kompensowana przez połączenie kataklazy silnych faz mineralnych i ślizgania się po filokrzemianach. Zbiega się to z fazą utwardzania odkształceniowego ze wzrostem tarcia o około 0,1 lub więcej13.
Większość doświadczeń deformacji skał, mających na celu scharakteryzowanie właściwości ciernych uskoków tektonicznych, przeprowadza się na milimetrowych warstwach skalnych, które składają się z proszków otrzymanych przez kruszenie i przesiewanie naturalnych skał uskokowych24,27 lub na skałach uskokowych wstępnie pociętych34. Tego typu eksperymenty mają zasadnicze znaczenie dla scharakteryzowania właściwości ciernych uskoków, w których deformacja występuje na wyżłobieniach uskokowych35 lub wzdłuż ostrych płaszczyzn poślizgu o zlokalizowanym odkształceniu36. W przypadku uskoków bogatych w krzemiany niskie tarcie, a tym samym osłabienie uskoków, jest związane z wzajemnymi połączeniami sieci bogatych w filokrzemiany, co w terenie objawia się wieloma zestrzyżonymi głównymi strefami poślizgu. Wskazuje to, że nawet niewielka ilość filokrzemianów może wywołać znaczne osłabienie uskoku, jeśli ich wzajemne powiązania są bardzo wysokie37,38. Dlatego ostatecznym celem naszych eksperymentów laboratoryjnych na płytkach stałych jest zachowanie naturalnej ciągłości warstw bogatych w filokrzemian podczas testów tarcia.
Inne eksperymenty laboratoryjne na sproszkowanych mieszaninach silnych i słabych faz mineralnych udokumentowały osłabienie uskoku po dodaniu słabych faz 18,19,20,21,22. Zaobserwowano, że ilości 40-50% filokrzemianów indukują znaczne zmniejszenie tarcia, ponieważ podczas ścinania stają się one ze sobą połączone. Sugeruje to, że dla dużego odsetka filokrzemianów (tj. > 40%) eksperymenty na płytkach lub proszkach są podobne25.
Zestawienie badań tarcia przeprowadzonych na dużej liczbie naturalnych skał uskokowych bogatych w krzemiany, wafle lub sproszkowany materiał o zawartości filokrzemianów > 40%, w szerokim zakresie warunków eksperymentalnych wykazuje, że tarcie mieści się w zakresie 0,1-0,330. Oznacza to, że znaczna liczba uskoków skorupy ziemskiej jest słaba.

Ogólnym celem tej procedury jest przetestowanie właściwości ciernych nienaruszonych uskoków bogatych w filokrzemiany, ściętych w ich geometrii in situ, oraz pokazanie, że ich tarcie jest znacznie niższe niż tarcie uzyskane z eksperymentów przeprowadzonych na proszkach z tego samego materiału.
Liczne badania geologiczne udokumentowały zmiękczanie reakcji wspomaganej płynami podczas długotrwałej ewolucji uskoków tektonicznych. Zmiękczenie następuje poprzez zastąpienie silnych minerałów, takich jak kwarc, skaleń, kalcyt, dolomit, oliwin, piroksen, słabymi filokrzemianami1,2,3,4,5,6,7,8,9,10. Osłabienie to ma swój początek na skali ziarna i jest głównie spowodowane ślizganiem się, przy bardzo niskim tarciu, wzdłuż liści filokrzemianowych, które działają razem, tworząc formę smarowania. Ze skali ziarnistej osłabienie uskoku jest przenoszone na całą strefę uskoku poprzez wzajemne połączenia stref bogatych w filokrzemiany11. Aby uchwycić rolę tarciowego ślizgania się po połączonych ze sobą liściach filokrzemianowych, nienaruszone stałe płytki naturalnych próbek skał uskokowych zostały ścięte w ich geometrii in situ podczas eksperymentów z deformacją skał12,13,14. Na zakończenie eksperymentu przeprowadzono badania mikrostrukturalne badanych próbek w celu sprawdzenia, czy skutecznie odkształcenie zostało zniwelowane przez tarcie ślizgające się po liściach filokrzemianowych.
W porównaniu z tradycyjnymi testami tarcia przeprowadzanymi na sproszkowanych materiałach uzyskanych z kruszenia i przesiewania skały uskokowej, eksperymenty na nienaruszonych płytkach mogą uchwycić tarcie ślizgające się wzdłuż połączonych warstw bogatych w filokrzemiany, utworzonych przez zmiękczanie wspomagane płynem. W rzeczywistości podczas procesu przygotowania proszku kruszenie i przesiewanie skały uskokowej przerywa łączność warstw filokrzemianu, a gdy materiał jest ścinany w laboratorium, brak ciągłych poziomów filokrzemianów sprzyja deformacji składającej się głównie z kruszenia ziarna, rotacji i translacji, co skutkuje dużym tarciem.
Eksperymenty na płytkach stałych wykazują znacznie mniejsze tarcie w porównaniu do eksperymentów na sproszkowanym materiale uzyskanym z tego samego rodzaju skały, szczególnie gdy procent filokrzemianów wynosi < 40%15. Wraz ze wzrostem liczebności filokrzemianów, zmniejszenie tarcia zostało udokumentowane również w testach na materiale sproszkowanym, ponieważ w tym przypadku duża objętość filokrzemianów jest wystarczająca, aby promować wzajemne połączenia słabych faz mineralnych przez cały uskok doświadczalny16,17,18,19,20,21,22. Alternatywnie, aby zasymulować ślizganie się tarcia na połączonych ze sobą słabych warstwach, przeprowadzono inne rodzaje testów tarcia na proszkach składających się w 100% ze słabych faz mineralnych23,24,25.
Geometryczne osłabienie uskoku promowane przez tkaninę skalną w eksperymentach deformacyjnych w wysokiej temperaturze, a więc reprezentatywne dla litosfery ciągliwej, jest dobrze znane od wielu lat26. Przedstawione tu wyniki uzyskane w wyniku przedstawionej procedury wskazują, że tkanina filokrzemianowa sprzyja osłabianiu uskoków również w przypadku dużej liczby uskoków zawartych w obrębie sejsmogenicznej skorupy górnej.

<table><tbody><tr><td>młyn tarczowy</td><td>Wiele firm</td><td>brak</td><td>Standardowe młyny tarczowe do rozdrabniania skał</td></tr><tr><td>Skała uskokowa</td><td>Naturalne wychodnie</td><td>Brak</td><td>Wszystkie wychodnie bogate w filokrzemiany na całym świecie</td></tr><tr><td>młotek i dłuto</td><td>Wiele firm</td><td>brak</td><td>Standardowy młotek i dłuto używane przez geologów</td></tr> mikroskop <tr><td>optyczny</td><td>Wiele firm</td><td>brak</td><td>Mikroskop standardowy stosowany do mineralogii</td></tr><tr><td>aparatury do deformacji skał</td><td>używamy prototypów takich jak BRAVA & BRAVA2.0</td><td>brak</td><td>Aparaty do deformacji skał (Marone i wsp., 1998; Collettini i in., 2014)</td></tr><tr><td>piła do cięcia skał</td><td>Wiele firm</td><td>brak</td><td>Standardowe piły do skał uskokowych kotów</td></tr><tr><td>SEM, skaningowy mikroskop elektronowy</td><td>Wiele firm</td><td>brak</td><td>Mikroskop do badania mikrostruktur w skali mikronowej</td></tr><tr><td>TEM, transmisyjny mikroskop elektronowy</td><td>Wiele firm</td><td>brak</td><td>Mikroskop do badania mikrostruktur w skali nano</td></tr></tbody></table>

rola tkaniny we właściwościach ciernych uskoków tektonicznych bogatych w filokrzemiany

The Role of Fabric in Frictional Properties of Phyllosilicate-Rich Tectonic Faults

Wiele eksperymentów deformacji skał używanych do scharakteryzowania właściwości tarcia uskoków tektonicznych przeprowadza się na sproszkowanych skałach uskokowych lub na nagich powierzchniach skalnych. Eksperymenty te miały fundamentalne znaczenie dla udokumentowania właściwości ciernych granulowanych faz mineralnych i dostarczyły dowodów na istnienie uskoków skorupy ziemskiej charakteryzujących się wysokim tarciem. Nie są jednak w stanie w pełni uchwycić właściwości ciernych uskoków bogatych w krzemiany.
Liczne badania naturalnych uskoków udokumentowały zmiękczanie reakcji wspomagane płynami, promujące zastępowanie silnych minerałów filokrzemianami, które są rozprowadzane w ciągłych foliacjach. Aby zbadać, w jaki sposób te foliowane tkaniny wpływają na właściwości cierne uskoków, mamy: 1) zebrane ulistnione skały bogate w filokrzemian z naturalnych uskoków; 2) Ciąć próbki skał uskokowych w celu uzyskania litych wafli o grubości 0,8-1,2 cm i powierzchni 5 cm x 5 cm z foliacją równoległą do czoła płytki o wymiarach 5x5 cm; 3) przeprowadził badania tarcia zarówno na płytkach stałych ściętych w ich geometrii in situ, jak i na proszkach, otrzymanych przez kruszenie i przesiewanie, a tym samym zakłócanie foliacji tych samych próbek; 4) odzyskano próbki do badań mikrostrukturalnych z próbek skał podoświadczalnych; oraz 5) wykonywał analizy mikrostrukturalne za pomocą mikroskopii optycznej, skaningowej i transmisyjnej mikroskopii elektronowej. 
Dane mechaniczne pokazują, że próbki stałe z dobrze rozwiniętą foliacją wykazują znacznie mniejsze tarcie w porównaniu do ich sproszkowanych odpowiedników. Badania mikro- i nanostrukturalne pokazują, że niskie tarcie wynika z przesuwania się po powierzchniach foliacji złożonych z filokrzemianów. Kiedy te same skały są sproszkowane, siła tarcia jest wysoka, ponieważ poślizg jest kompensowany przez pękanie, rotację ziarna, translację i związaną z tym dylatację. Badania tarcia wskazują, że foliowane skały uskokowe mogą mieć niskie tarcie nawet wtedy, gdy krzemiany stanowią tylko niewielki procent całkowitej objętości skały, co oznacza, że znaczna liczba uskoków skorupy ziemskiej jest słaba.

Na wykresie zależności naprężenia normalnego od naprężenia ścinającego zarówno lite próbki foliowane, jak i próbki sproszkowane układają się wzdłuż linii zgodnej z obwiednią pękania kruchego, jednak lite plastry wykazują wartości tarcia znacznie niższe niż ich sproszkowane odpowiedniki30. Na przykład, w konkretnym przypadku foliacji bogatej w talk, foliowane skały uskokowe przy każdym naprężeniu normalnym mają współczynnik tarcia niższy o 0,2-0,3 niż proszki wytworzone z nich (Rysunek 2 oraz12). Niższe tarcie wyjaśniają badania mikrostrukturalne badanych skał, wykazujące, że powierzchnie poślizgu litych plastrów foliowanych przebiegają wzdłuż istniejącej uprzednio foliacji bogatej w fyllokrzemiany. Obrazy TEM pokazują, że poślizg jest głównie realizowany poprzez łatwe ślizganie się w płaszczyźnie (001) związane z delaminacją międzywarstwową. W przeciwieństwie do tego, eksperymentalne mikrostruktury materiału sproszkowanego wykazują, że znacząca deformacja jest realizowana poprzez redukcję wielkości ziarna i lokalizację odkształcenia.
Mimo że foliowane plastry nienaruszonych skał uskokowych i ich proszki mają identyczny skład mineralogiczny, próbki foliowane wykazują tarcie znacznie niższe niż ich odpowiedniki w formie proszku. Badania mikrostrukturalne wskazują, że niższe tarcie (tj. słabość uskoku) foliowanych skał uskokowych wynika z reaktywacji istniejących wcześniej naturalnych powierzchni bogatych w fyllokrzemiany, których brakuje w próbkach sproszkowanych, ponieważ etapy przygotowania próbek (2.2 - 2.4) ulegają ich zniszczeniu.
<img alt="Próbka geologiczna i pokruszone fragmenty skał do analizy składu mineralnego." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/62821/62821fig01.jpg" data-altupdatedat="1788282455000" data-alt="Rycina 1"> 
Rycina 1: Reprezentatywne obrazy badanych skał uszczieniowych: materiał litowy foliowany a sproszkowany. (lewo) Litowe próbki foliowane poddane ścinaniu równolegle do naturalnej foliacji zaznaczonej strzałkami. (prawo) Proszki otrzymane poprzez kruszenie i przesiewanie litowej skały foliowanej. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62821/62821fig01large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.</a>
<img alt="Wykres naprężeń tarcia, przedstawiający naprężenie ścinające w funkcji naprężenia normalnego, z liniami μ=0,30 i μ=0,57 dla skały litej/sproszkowanej." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/62821/62821fig02.jpg" data-altupdatedat="1788282455000" data-alt="Rycina 2"> 
Rycina 2: Testy tarcia na tym samym materiale (foliacja bogata w talk), porównujące lite próbki foliacjonowe i sproszkowaną skałę. Każdy zestaw danych układa się wzdłuż linii zgodnej z obwiednią pękania kruchego, jednak lite skały foliacjonowe charakteryzują się znacznie niższym tarciem niż ich sproszkowany odpowiednik, odpowiednio μ = 0,3 oraz μ = 0,57. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62821/62821fig02large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby zobaczyć powiększoną wersję tej ryciny.</a>
<img alt="Obraz mikroskopowy mikrostruktury skały przy 200 μm, ilustrujący cechy i tekstury geologiczne." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/62821/62821fig03.jpg" data-altupdatedat="1788282455000" data-alt="Rysunek 3"> 
Rysunek 3: Foliacja naturalna a reaktywowana laboratoryjnie. Na lewym zdjęciu przykład naturalnej foliacji bogatej w talk z otaczającymi ją sigmoidalnymi klastami kalcytu31. Prawe zdjęcie przedstawia tę samą foliację po zakończeniu testu tarcia na plastrach32. Należy zauważyć, że podczas testu tarcia większość poślizgu zachodzi poprzez tarcie wzdłuż warstw fyllokrzemianów i że pierwotna mikrostruktura zostaje zachowana. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62821/62821fig03large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.</a>

Tarcie uskoków bogatych w filokrzemiany, ściętych w ich geometrii in situ, jest znacznie niższe niż tarcie ich sproszkowanych odpowiedników.

Rola tkaniny we właściwościach ciernych uskoków tektonicznych bogatych w filokrzemiany

Many rock deformation experiments used to characterize the frictional properties of tectonic faults are performed on powdered fault rocks or on bare rock ...

Ogólnym celem tej procedury jest zbadanie właściwości ciernych filokrzemianów, z uskokami ścinanymi w geometrii in-situ, oraz wykazanie, że tarcie to jest znacznie niższe niż tarcie proszków otrzymanych z tego samego materiału. Podczas długotrwałej ewolucji uskoków tektonicznych liczne badania geologiczne udokumentowały zmiękczanie reakcji wspomagane płynami, które sprzyja zastępowaniu silnych i ziarnistych minerałów filokrzemianami. W szczególności procesy szczelinowania wzdłuż uskoków zwiększają przepuszczalność i ułatwiają napływ płynów uwodnionych do strefy uskoku.Płyny reagują z drobnoziarnistą skałą, sprzyjając rozpuszczaniu silnych minerałów, takich jak kwarc, skaleń i kalcyt. Stają się filokrzemianami płytek i tworzą ulistnione mikrostruktury, takie jak ta przedstawiona tutaj na zielono. Poślizg wzdłuż filokrzemianów z mikroskali jest przenoszony do całej strefy uskokowej poprzez wzajemne połączenie stref ścinania bogatych w filokrzemiany.Jest to przykład ciągłości strefy ścinania filokrzemianów w skali odkrywki, która może być rozszerzona aż do uskoków w skali skorupy ziemskiej o grubości ponad 100 metrów. Wzdłuż uskoku bogatego w filokrzemiany, takiego jak ten, ścinanie toniczne spowodowało wyrównanie filokrzemianów, wytwarzając anizotropię skał uskokowych. Aby uwzględnić rolę anizotropii we właściwościach ciernych uskoku, musimy pobrać odpowiednie próbki skał.W tym celu musimy pobrać reprezentatywną próbkę skały, a w obrębie wychodni wybrać fragment, w którym wskaźniki kinematyczne są najlepiej zachowane. A następnie za pomocą dłuta i młotka pobieramy próbkę skały. Po pobraniu próbki skały zaznaczamy zmysł ścinania, a następnie przynosimy próbkę skały do laboratorium w celu przeprowadzenia eksperymentu.Dzięki tej procedurze tniemy próbki skał, aby uzyskać płytki, które pasują do bloków wymuszających aparatu do deformacji skał. Zwykle osiąga się to w 2 krokach. W pierwszym kroku za pomocą standardowej piły laboratoryjnej uzyskujemy próbki skał, które są nieco większe niż klocki wymuszające.Po drugie, używamy precyzyjnego ostrza obrotowego lub szlifierki ręcznej, aby ukształtować wafle tak, aby miały powierzchnię 5 na 5 centymetrów i około 1 centymetr grubości. Z tego samego kawałka skały używamy młyna dyskowego, aby uzyskać ziarnisty materiał, który jest przesiewany w celu osiągnięcia pożądanej wielkości ziarna, zwykle poniżej 125 mikronów. 2 identyczne płytki są zamontowane na blokach siłowych ze stali nierdzewnej o nominalnej powierzchni tarcia 5 na 5 centymetrów, a następnie są montowane z centralnym blokiem wymuszającym, tworząc symetryczną konfigurację podwójnie bezpośrednią.W ten sam sposób proszki służą do budowy 2 identycznych warstw o grubości około 5 milimetrów, a powierzchnia styku wynosi 5 na 5 centymetrów. Są one następnie wykorzystywane do skomponowania podobnej konfiguracji podwójnego bezpośredniego ścinania. W tym momencie konfiguracja podwójnego bezpośredniego ścinania jest umieszczona w naszym aparacie dwuosiowym i jesteśmy gotowi do rozpoczęcia eksperymentu z tarciem.Używamy tłoka hydraulicznego sterowanego serwomechanizmem do przykładania i utrzymywania stałego normalnego naprężenia na próbce skały. Następnie, przesuwając siłownik pionowy, przykładamy naprężenie ścinające przy stałej prędkości ślizgu; Zwykle jest to 10 mikronów na sekundę. Większość eksperymentów charakteryzuje się początkowym utwardzeniem odkształceniowym, w którym naprężenie ścinające gwałtownie wzrasta podczas obciążenia sprężystego, a następnie naprężenie ścinające w stanie ustalonym.Stosunek naprężenia ścinającego do naprężenia normalnego daje nam współczynnik tarcia. Pod koniec próby tarcia ostrożnie wydobywamy uskok doświadczalny, impregnujemy próbkę skały żywicą epoksydową, tniemy próbkę w kierunku równoległym do zmysłu ścinania, a z nacięć budujemy cienkie przekroje do badań mikrostrukturalnych. Używamy mikroskopu optycznego do scharakteryzowania dużych wad mikrostruktury.Analizujemy mikrostruktury za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego w celu zbadania głównych procesów deformacji. Używamy transmisyjnego mikroskopu elektronowego, aby uzyskać szczegółowe informacje na temat procesów deformacji aż do nanoskali. Na wykresie naprężenia normalnego w funkcji naprężenia ścinającego zarówno płytki z litymi foliami, jak i próbki proszku są kreślone wzdłuż linii, zgodnie z kruchą obwiednią uszkodzenia.Ale stałe płytki mają znacznie niższą wartość tarcia niż sproszkowane analogi. W szczególności proszki wykazują tarcie około 0,6, podczas gdy skały liściaste mają znacznie niższe wartości. Przy każdym normalnym naprężeniu skały foliowane mają współczynnik tarcia, który jest o 0,2 do 0,3 jednostki niższy niż wykonane z nich proszki.Badania mikrostrukturalne badanych skał wskazują, że niskie tarcie stałych płytek wynika z przesuwania się po istniejących, bardzo drobnoziarnistych foliacjach zbudowanych z filokrzemianów. Obrazy TEM pokazują, że poślizg jest kompensowany głównie przez pękanie, translację i rotację wzdłuż filokrzemianów, z częstym rozwarstwianiem warstwy wewnętrznej. Natomiast eksperymenty przeprowadzone na proszkach wskazują, że znaczna część deformacji występuje wzdłuż stref powstałych w wyniku pękania i zmniejszania wielkości ziarna.Skutkuje to wyższymi wartościami tarcia. Jest to podsumowanie właściwości ciernych naturalnych, bogatych w krzemiany uskoków tektonicznych pochodzących z różnych środowisk tektonicznych. Dane pokazują, że tarcie mieści się w zakresie od 0,1 do 0,3 i jest znacznie niższe niż tradycyjna wartość tarcia Byerlee uzyskiwana z szerokiej gamy typów skał, które są głównie zbudowane z granulowanych faz mineralnych.Podsumowując, nasze eksperymenty z tarciem pokazują, że próbki foliowane są wyjątkowo słabe w porównaniu z ich sproszkowanymi odpowiednikami. Badania mikrostrukturalne wskazują, że mniejsze tarcie, czyli innymi słowy słabość uskoków ulistnionych skał uskokowych, wynika z reaktywacji istniejących wcześniej naturalnych powierzchni bogatych w filokrzemiany. Powierzchnie te są nieobecne w sproszkowanych próbkach, ponieważ etap przygotowania próbki je niszczy.Nasze testy tarcia na próbkach o stałych liściach pokazują, że niskie tarcie, a tym samym osłabienie uskoków, może wystąpić w przypadkach, gdy słabe fazy mineralne stanowią tylko niewielki procent całkowitej skały uskokowej, co oznacza, że znaczna liczba uskoków skorupy ziemskiej jest słaba.

the-role-fabric-frictional-properties-phyllosilicate-rich-tectonic

Research

JoVE Journal

Environment

Środowisko

Opisujemy zastosowanie pulsacyjnego osadzania laserowego (PLD), fotolitografii i technik łączenia drutów do tworzenia złożonych urządzeń tlenkowych w skali mikrometrycznej. PLD jest wykorzystywany do hodowli cienkich warstw epitaksjalnych. Wprowadza się techniki fotolitografii i łączenia drutowego w celu stworzenia praktycznych urządzeń do celów pomiarowych.

Wytwarzanie przestrzennie ograniczonych złożonych tlenków

Pękanie i fragmentacja są zjawiskami późnego stadium w scenariuszach dynamicznego ładowania i są zazwyczaj badane przy użyciu materiałów wybuchowych. Przedstawiamy technikę napędzania rozprężania za pomocą pistoletu gazowego, która w unikalny sposób umożliwia kontrolę zarówno szybkości ładowania, jak i temperatury próbki.

Metoda badania zależności dynamicznego pękania i fragmentacji od temperatury

Przedstawiamy procedurę określania podziału pierwiastków syderofilnych na metalowo-krzemianowe, kładąc nacisk na techniki hamujące powstawanie inkluzji metali w eksperymentach dla metali szlachetnych. Wyniki tych eksperymentów są wykorzystywane do wykazania wpływu tworzenia się jądra na wysoce syderofilny skład pierwiastkowy płaszcza.

Podział metalowo-krzemianowy pod wysokim ciśnieniem i temperaturą: metody eksperymentalne i protokół tłumienia wtrąceń pierwiastków wysoce syderofilnych

Kinematyczne historie pasów fałdowo-naporowych są zazwyczaj oparte na dokładnych badaniach wysokiej jakości skał metamorficznych w obrębie jednego z nich. Zapewniamy nowatorską metodę zrozumienia pasów fałdowo-oporowych poprzez badanie połączeń między wgłębieniem wystającym. Analizujemy często ignorowane skały górnej skorupy ziemskiej, stosując połączone podejście do szczegółowej analizy uskoków z eksperymentalnym modelowaniem w piaskownicy.

Historia kinematyczna skrzyżowania z wgłębieniem wystającym zbadana za pomocą połączonego podejścia opartego na danych terenowych i modelowaniu w piaskownicy analogowej

Ten raport szczegółowo opisuje zainicjowane mikrofalowo podejście do osadzania funkcjonalizowanych porfiryną porowatych organokrzemianowych sorbentów na tkaninie bawełnianej i demonstruje zmniejszenie transportu siarczku 2-chloroetylu etylu (CEES) przez tkaninę w wyniku tego zabiegu.

Osadzanie porowatych sorbentów na podłożach tkaninowych

Opisujemy szczegółowe procedury eksperymentów z kompresją skał i kruszyw mineralnych w aparacie do deformacji wielokowadełkowej sprzężonej z synchrotronowym promieniowaniem X. Takie eksperymenty pozwalają na ilościowe określenie rozkładu naprężeń w próbkach, co ostatecznie rzuca światło na procesy zagęszczania w geomateriałach.

Rozkład naprężeń podczas ściskania na zimno skał i kruszyw mineralnych za pomocą dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego opartej na synchrotronie

Procedury oparte na mikropłytkach są opisane dla kolorymetrycznej lub fluorometrycznej analizy aktywności enzymów zewnątrzkomórkowych. Procedury te pozwalają na szybkie oznaczenie takiej aktywności na dużej liczbie próbek środowiskowych w rozsądnych ramach czasowych.

Oznaczanie mikrobiologicznej aktywności enzymów zewnątrzkomórkowych w wodach, glebach i osadach za pomocą wysokoprzepustowych testów mikropłytek

Przedstawiamy protokół pomiaru właściwości termicznych próbek syntetycznych osadów zawierających hydraty, składające się z piasku, wody, metanu i hydratu metanu.

Protokół pomiaru właściwości termicznych przechłodzonej syntetycznej próbki hydratu piasku, wody, gazu i metanu

Aquafaba to lepki sok z ciecierzycy w puszce, który po energicznym mieszaniu wytwarza względnie stabilną białą pianę lub pianę. Głównym celem badawczym jest zidentyfikowanie składników aquafaby, które przyczyniają się do właściwości lepkościujących/zagęszczających za pomocą magnetycznego rezonansu jądrowego (NMR), ultrafiltracji, elektroforezy i odcisków palców masy peptydowej.

Skład i właściwości Aquafaba: Woda odzyskana z komercyjnie konserwowanej ciecierzycy

Tutaj prezentujemy protokół do testowania zjadliwości roślin z patogenem roślinnym Magnaporthe grisea. Raport ten przyczyni się do zakrojonych na szeroką skalę badań przesiewowych patotypów izolatów grzybów i posłuży jako doskonały punkt wyjścia do zrozumienia mechanizmów oporności roślin podczas hodowli molekularnej.

Test infekcji roślin: inokulacja w sprayu i za pośrednictwem ran patogenem roślinnym Magnaporthe Grisea

Odkryj właściwości cierne uskoków tektonicznych bogatych w filokrzemiany w ich pierwotnej geometrii. Dowiedz się, dlaczego próbki foliowane wykazują znacznie niższy współczynnik tarcia niż ich sproszkowane odpowiedniki.

Rola tkaniny we właściwościach ciernych uskoków tektonicznych bogatych w filokrzemiany

Przeglądaj więcej filmów