Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Dòng chảy chất lỏng trong hệ thống cắt ở vùng vỏ đất giữa và sâu: Các ràng buộc từ thí nghiệm, quan sát từ các hệ thống cắt có dòng chảy chất lỏng cao đã được kiềm chế, và những ý nghĩa đối với các quá trình sinh động đất
Tóm tắt
Các phần không gây động đất của các hệ thống cắt ở độ sâu trung bình đến sâu trong vỏ trái đất có thể tập trung cung cấp các chất lỏng có nguồn gốc sâu, áp suất cao vào các phần nông hơn của các hệ thống này trong chế độ sinh động đất. Ngay cả trong quá trình biến dạng ở nhiệt độ cao trong các vùng cắt ở độ sâu trung bình đến sâu, các yếu tố chất lỏng lỗ rỗng cao thúc đẩy sự phát triển vết nứt từ kích thước hạt đến vết nứt vĩ mô và tăng cường độ thẩm thấu. Sự phát triển của độ thẩm thấu được điều chỉnh bởi sự cạnh tranh động giữa sự phát triển vết nứt và các quá trình đóng kín/ phục hồi vết nứt. Độ chảy ổn định dưới ngưỡng chuyển tiếp động đất - không động đất dẫn đến độ thẩm thấu ổn định và dòng chảy chất lỏng liên tục. Ngược lại, trong và gần đáy của chế độ sinh động đất, các sự thay đổi chu kỳ lớn trong độ thẩm thấu có thể dẫn đến dòng chảy chất lỏng theo chu kỳ và sự dao động trong áp suất chất lỏng. Tại độ sâu ở giữa vỏ trái đất, các thay đổi tạm thời và không gian về áp suất và ứng suất cắt trong các mạng lưới cắt ảnh hưởng đến sự khởi phát vết nứt thông qua các thay đổi chu kỳ trong sức mạnh cắt. Sự luân phiên áp suất chất lỏng và ứng suất cắt cũng có thể thúc đẩy các chuyển tiếp lặp đi lặp lại giữa trượt chậm liên quan đến động đất và trượt nhanh, đồng sự động đất. Sự suy yếu phản ứng và sự củng cố phản ứng, trong quá trình biến đổi thuỷ nhiệt trong các hệ thống cắt hoạt động chứa chất lỏng, cũng có thể thúc đẩy các chuyển tiếp giữa hành vi động đất và không động đất trong khoảng thời gian dài hơn.
Từ khóa
#dòng chảy chất lỏng #hệ thống cắt #vỏ trái đất #áp suất chất lỏng #động đất #độ thẩm thấu #biến dạngTài liệu tham khảo
Brantley, S. L., B. Evans, S. H. Hickman, and D. A. Crerar, Healing of microcracks in quartz—implications for fluid flow, Geology, 18, 136–139, 1990.
Cox, S. F., Faulting processes at high fluid pressures: an example of fault-valve behavior from the Wattle Gully Fault, Victoria, Australia, J. Geophys. Res., 100, 841–859, 1995.
Cox, S. F., Deformational controls on the dynamics of fluid flow in mesothermal gold systems, in Fractures, Fluid Flow and Mineralization, edited by K. McCaffrey, L. Lonergan, and J. Wilkinson, pp. 123–140, Geological Society, London, Special Publications, 155, 1999.
Cox, S. F., M. A. Etheridge, and V. J. Wall, The role of fluids in syntectonic mass transport, and the localization of metamorphic vein-type ore deposits, Ore Geology Reviews, 2, 65–86, 1987.
Cox, S. F., M. A. Knackstedt, and J. Braun, Principles of structural control on permeability and fluid flow in hydrothermal systems, Reviews in Economic Geology, 14, 1–24, 2001.
Ferry, J. M. and G. M. Dipple, Fluid flow, mineral reactions, and metasomatism, Geology, 19, 211–214, 1991.
Fischer, G. J. and M. S. Paterson, Measurements of permeability and storage capacity in rocks during deformation at high temperature and pressure, in Fault Mechanics and Transport Properties of Rocks, edited by B. Evans and T.-F. Wong, pp. 213–252, San Diego, Academic Press, 1992.
Hickman, S. H. and B. Evans, Influence of geometry upon crack healing in calcite, Physics and Chemistry of Minerals, 15, 91–102, 1987.
Holness, M. B., The permeability of non-deforming rock, in Deformation-Enhanced Fluid Transport in the Earth’s Crust and Mantle, edited by M. B. Holness, pp. 9–39, London, Chapman and Hall, 1997.
Miller, S. and A. Nur, Permeability as a toggle switch in fluid-controlled crustal processes, Earth Planet. Sci. Lett., 183, 133–146, 2000.
Nguyen, P. T., S. F. Cox, C. McA. Powell, and L. Harris, Fault-valve behaviour in optimally-oriented shear zones at Revenge gold mine, Kambalda, Western Australia, Journal of Structural Geology, 20, 1625–1640, 1998.
Peach, C. J. and C. J. Spiers, Influence of crystal plastic deformation on dilatancy and permeability development in synthetic salt rock, Tectonophys., 256, 101–128, 1996.
Phillips, O. M., Flow and Reactions in Permeable Rocks: Cambridge, U.K., 285 pp., Cambridge University Press, 1991.
Ramsay, J. G., The crack-seal mechanism of rock deformation, Nature, 284, 135–139, 1980.
Sibson, R. H., Structural permeability of fluid-driven fault-fracture meshes, Journal of Structural Geology, 18, 1031–1042, 1996.
Sibson, R. H., F. Robert, and K. H. Poulsen, High-angle reverse faults, fluid-pressure cycling, and mesothermal gold deposits, Geology, 16, 551–555, 1988.
Stormont, J. C. and J. K. Daemen, Laboratory study of gas permeability changes in rock salt during deformation, International Journal of Rock Mechanics and Mining Science Geomechanics Abstracts, 29, 325–342, 1992.
Zhang, S., S. F. Cox, and M. S. Paterson, The influence of room temperature deformation on porosity and permeability in calcite aggregates, J. Geophys. Res., 99, 15761–15775, 1994.
Zhang, S., M. S. Paterson, and S. F. Cox, Microcrack growth and healing in deformed calcite aggregates, Tectonophys., 335, 17–36, 2001.