REGULARITIES OF INITIATING DYNAMIC MOVEMENTS ALONG FAULTS CONTAINING CONTACT PATCHES. LABORATORY EXPERIMENT
Authors: Гридин Г.А. , Остапчук А.А. 
Published: January 2024

В настоящей работе рассмотрены закономерности сдвигового деформирования модельных разломов, содержащих контактные пятна различного вещественного состава. В качестве геоматериала, слагающего контактные пятна, были использованы измельченные образцы кварцитов и амфиболитов, отобранных на эксгумированных на дневную поверхность сейсмогенном и асейсмичном участках Приморского разлома Байкальской рифтовой зоны. Показано, что вещественный состав не влияет на закономерности накопления деформаций. В ходе увеличения сдвигового усилия в окрестности контактного пятна формируется «запертая» область, где фиксируетсядефицит деформаций. При реализации накопленныхнамодельномразломедеформаций вещественный состав имеет радикальное влияние. На кварц содержащих контактных пятнах со свойством скоростного разупрочнения реализуются динамические подвижки, которые сопровождаются излучением колебаний в диапазоне частот от 1 Гц до 80 кГц. В то же время при подвижке по амфибол содержащему контактному пятну со свойством скоростного упрочнения регистрируются только колебания в диапазоне частот 20-80 кГц, колебания с частотой менее 10 кГц не выявлены. Показано, что вследствие динамических подвижек происходят микроструктурные изменения геоматериала контактных пятен. В плоскости скольжения происходит неравномерное истираниеминералов, атакжевторичноеминералообразование. Врезультатебыстрыхдинамических подвижек по кварц содержащим контактным пятнам фиксируются высокотемпературные фазовые превращения кварца в тридимит при температуре ~ 700° C.

This paper considers regularities of shearing model faults containing contact patches of different composition. Samples of quartzites and amphibolites collected at the Primorsky Fault of the Baikal Rift Zone, in its seismogenic and aseismic segments exhumed to the day surface, were pounded and used to fill the contact patches. It is shown that the material composing the patches does not affect on regularities of accumulating deformation. During the increase of shear force, a «locked» region emerges nearby the contact patch, where a deficit of deformation is observed. The material composition has a critical effect on the release of the accumulated deformations along the model fault. Dynamic ruptures are realized on quartz-containing contact patches with velocity-weakening behaviour. They are accompanied by the emission of oscillations in the frequency range of 1 Hz to 80 kHz. Ruptures in amphibole-containing contact patches with velocity-strengthening behaviour produce oscillations in the frequency range of 20- 80 kHz, oscillations with frequencies less than 10 kHz were not detected. It is shown that dynamic movements lead to microstructural changes in the geomaterial composing the contact patch. Minerals are abraded unevenly in the slip plane, the abrasion is accompanied by secondary mineral formation. High- temperature phase transformations of quartz into tridymite are detected at a temperature of ~ 700°C as a result of fast dynamic movements along quartz-containing contact patches.