流体驱动反应恢复地震之间的断层强度

在断层泥中,流体通过胶结颗粒来驱动化学愈合,这是岩石中因摩擦而蠕变的地震滑移机制。这种内聚力对于故障稳定性很重要。

来源:Eos杂志
来源:AGU Advances

地震发生后,破裂的断层会锁定并在称为断层愈合的过程中重建其强度。这会重新启动弹性能量的缓慢积累,以应对下一次地震。愈合通过颗粒接触的机械摩擦以及通过矿物生长和胶结等化学反应将颗粒粘合成内聚力来重建强度。这种化学的、增强凝聚力的一面是最难在实验室中重现的,因此愈合过程的速度有多快——以及它的摩擦和化学部分如何结合——仍然鲜为人知。

库仑准则等经典断层强度定律包括粘聚力,但不包括愈合,而用于预测滑移如何演变的速率和状态摩擦模型捕获了愈合的摩擦部分,同时将粘聚力视为可忽略不计。流体也会影响断层强度,减少夹紧断层的应力并削弱其抗滑动能力。然而,在富含流体的环境中——从注入井到俯冲带——流体本应减弱为缓慢蠕变的断层常常在地震中破裂。

引文:Affinito, R.、Volpe, G.、Calzolari, L.、Mittal, T.、Pozzi, G. 和 Marone, C. (2026)。流体驱动的内聚强化:反应动力学作为摩擦稳定性决定因素的关键作用。AGU Advances,7,e2025AV001952。https://doi.org/10.1029/2025AV001952

—Marcos Moreno,AGU Advances 编辑

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