फाइटोसिलिकेट के घर्षण-समृद्ध दोषों को उनके सिटू ज्यामिति में कतरनी उनके पाउडर समकक्ष के घर्षण की तुलना में काफी कम है।
टेक्टोनिक दोषों के घर्षण गुणों को चित्रित करने के लिए उपयोग किए जाने वाले कई रॉक विरूपण प्रयोग पाउडर फॉल्ट चट्टानों पर या नंगे चट्टान की सतहों पर किए जाते हैं। ये प्रयोग दानेदार खनिज चरणों के घर्षण गुणों को दस्तावेज करने और उच्च घर्षण की विशेषता वाले क्रस्टल दोषों के लिए सबूत प्रदान करने के लिए मौलिक रहे हैं। हालांकि, वे पूरी तरह से फिलोसिलिएकों में समृद्ध गलतियों के घर्षण गुणों को पकड़ नहीं सकते हैं।
प्राकृतिक दोषों के कई अध्ययनों ने तरल पदार्थ-सहायता प्राप्त प्रतिक्रिया को दस्तावेज किया है जो निरंतर पत्ते में वितरित किए जाने वाले फिलोसिलिएकों के साथ मजबूत खनिजों के प्रतिस्थापन को बढ़ावा देते हैं। यह अध्ययन करने के लिए कि ये पत्तेदार कपड़े हमारे पास दोषों के घर्षण गुणों को कैसे प्रभावित करते हैं: 1) प्राकृतिक दोषों से पत्तेदार फिलोसिलिकेट-समृद्ध चट्टानों को एकत्र किया; 2) वेफर के 5×5 सेमी चेहरे के समानांतर पत्ते के साथ क्षेत्र में ठोस वेफर्स 0.8-1.2 सेमी मोटी और 5 सेमी x 5 सेमी प्राप्त करने के लिए गलती रॉक नमूनों में कटौती; 3) दोनों ठोस वेफर्स पर घर्षण परीक्षण किया, जो उनके सीटू ज्यामिति और पाउडर में कतरनी, कुचल और सिविंग द्वारा प्राप्त किया गया और इसलिए एक ही नमूनों के पत्ते को बाधित करता है; 4) प्रयोग के बाद रॉक नमूनों से सूक्ष्मस्ट्रक्चरल अध्ययन के लिए नमूने बरामद; और 5) ऑप्टिकल माइक्रोस्कोपी, स्कैनिंग और ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी के माध्यम से सूक्ष्म संरचना विश्लेषण किया ।
यांत्रिक डेटा बताते हैं कि अच्छी तरह से विकसित पत्ते वाले ठोस नमूने उनके पाउडर समकक्ष की तुलना में काफी कम घर्षण दिखाते हैं। माइक्रो-और नैनो-संरचनात्मक अध्ययन प्रदर्शित करते हैं कि फिलोसिलिएकेट्स से बने पत्ते की सतहों के साथ फिसलने से कम घर्षण परिणाम होता है। जब एक ही चट्टानों को पाउडर किया जाता है, तो घर्षण शक्ति अधिक होती है, क्योंकि स्लाइडिंग को फ्रैक्चरिंग, अनाज रोटेशन, अनुवाद और संबद्ध फैलाव द्वारा समायोजित किया जाता है। घर्षण परीक्षणों से संकेत मिलता है कि पत्तेदार गलती चट्टानों में कम घर्षण हो सकता है, भले ही फिलोसिलिकेट कुल रॉक वॉल्यूम का केवल एक छोटा सा प्रतिशत हो, जिसका अर्थ है कि क्रस्टल दोषों की एक महत्वपूर्ण संख्या कमजोर है।
इस प्रक्रिया का समग्र लक्ष्य सिटू ज्यामिति में अपने में कतरनी बरकरार फिलोसिकेट-समृद्ध दोषों के घर्षण गुणों का परीक्षण करना और यह दिखाना है कि उनका घर्षण एक ही सामग्री के पाउडर पर किए गए प्रयोगों से प्राप्त घर्षण से काफी कम है।
कई भूवैज्ञानिक अध्ययनों ने टेक्टोनिक दोषों के दीर्घकालिक विकास के दौरान तरल पदार्थ की सहायता से प्रतिक्रिया को नरम किया है। मजबूत खनिजों के प्रतिस्थापन से होता है, जैसे क्वार्ट्ज, फेल्डस्पार, कैल्साइट, डोलोमाइट, ओलिवाइन, पायरोक्सीन, कमजोर फिलोसिलिएकेट्स1,2,3,4,5,6,7,8,9,10। यह कमजोर अनाज पैमाने पर निकलती है और मुख्य रूप से फिसलने के कारण होती है, बहुत कम घर्षण पर, फिलोसिकेट फोलिया के साथ जो स्नेहन का एक रूप पैदा करने के लिए एक साथ कार्य करती है। अनाज-पैमाने से, दोष कमजोर फिलोसिलिएकेट-समृद्ध क्षेत्रों11के इंटरकनेक्टिविटी के माध्यम से पूरे फॉल्ट जोन में फैलता है। परस्पर फिलोसिलिकेट फोलिया के साथ घर्षण फिसलने की भूमिका को पकड़ने के लिए, प्राकृतिक दोष-रॉक नमूनों के अक्षुण्ण ठोस वेफर्स को चट्टान विरूपण प्रयोगों के दौरान सीटू ज्यामिति में कतरनी किया गया है12,13,14। प्रयोग के अंत में, परीक्षण किए गए नमूनों पर सूक्ष्मस्ट्रक्चरल अध्ययन यह जांचने के लिए किया गया है कि क्या प्रभावी रूप से विरूपण को फिलोसिकेट फोलिया के साथ घर्षण फिसलने से समायोजित किया गया था।
गलती चट्टान को कुचलने और सीविंग से प्राप्त पाउडर सामग्री पर किए गए पारंपरिक घर्षण परीक्षणों की तुलना में, बरकरार वेफर्स पर प्रयोग तरल पदार्थ की सहायता से प्रतिक्रिया नरम द्वारा गठित परस्पर फिलोसिकेट-समृद्ध परतों के साथ घर्षण फिसलने को पकड़ सकते हैं। वास्तव में, पाउडर तैयार करने की प्रक्रिया के दौरान, गलती चट्टान की कुचलने और सीविंग फिलोसिलिएट परतों की कनेक्टिविटी को बाधित करती है और जब प्रयोगशाला में सामग्री कतरनी होती है, तो निरंतर फिलोसिलिएट क्षितिज का अभाव मुख्य रूप से अनाज कुचलने, रोटेशन और अनुवाद से मिलकर एक विकृति का पक्ष लेता है जिसके परिणामस्वरूप उच्च घर्षण होता है।
ठोस वेफर्स पर प्रयोग एक ही चट्टान के प्रकार से प्राप्त पाउडर सामग्री पर प्रयोगों की तुलना में काफी कम घर्षण दिखाते हैं, खासकर जब फिलोसिलिकेट का प्रतिशत 40%15< होता है। बढ़ती फिलोसिलिएट बहुतायत के साथ, पाउडर सामग्री पर परीक्षणों के लिए घर्षण में कमी का भी दस्तावेजीकरण किया गया है, क्योंकि इस मामले में फिलोसिलिकेट की बड़ी मात्रा पूरे प्रायोगिकदोष16, 17, 18,19,20, 21,22के माध्यम से कमजोर खनिज चरणों की इंटरकनेक्टिविटी को बढ़ावा देने के लिए पर्याप्त है। वैकल्पिक रूप से, परस्पर कमजोर परतों पर घर्षण फिसलने का अनुकरण करने के लिए, 100%कमजोर खनिज चरणों23, 24,25से बने पाउडर पर अन्य प्रकार के घर्षण परीक्षण किए गए हैं।
उच्च तापमान पर विरूपण प्रयोगों में रॉक फैब्रिक द्वारा प्रचारित ज्यामितीय गलती कमजोर होती है, और इसलिए डक्टाइल लिथोस्फीयर का प्रतिनिधि, कई वर्षों से26वर्षों से अच्छी तरह से जाना जाता है। यहां प्रस्तुत प्रक्रिया से प्राप्त परिणामों से संकेत मिलता है कि फिलोसिकेट कपड़े से अधिक संख्या में दोषों के लिए भी कमजोर होता है।
उल्लेख के लायक एक महत्वपूर्ण बिंदु यह है कि इस प्रक्रिया के साथ हम स्थिर राज्य दोष घर्षण शक्ति की विशेषता है, कम फिसलने वेग पर प्रयोगों के साथ मापा (यानी, ०.०१ μm/s < v < १०० μm/s) । घर्षण के मापा गया कम मूल्य फिलोसिलिएकेट-समृद्ध दोषों की कमजोरी को प्रदर्शित करते हैं जिसके परिणामस्वरूप दीर्घकालिक तरल पदार्थ की सहायता से प्रतिक्रिया नरमी औरपत्ते विकास1,4,5,6,7,8,9,10,11,12,30 होताहै । इस कम घर्षण शक्ति को स्थिर-राज्य में या भूकंपीय चक्र के पूर्व-भूकंपीय चरणों के दौरान गलती शक्ति का मूल्यांकन करने के लिए प्रॉक्सी के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है। इसलिए, उच्च स्लिप वेलोग (यानी, > 10 सेमी/एस) पर होने वाले महत्वपूर्ण गतिशील कमजोर तंत्र और तापमान वृद्धि33 से प्रेरित हमारे विश्लेषण में नहीं माने जाते हैं।
प्रोटोकॉल में महत्वपूर्ण कदम नमूना संग्रह और तैयारी के संबंध में। चूंकि फिलोसिलिकेट (001) बेसल विमानों (यानी, पत्ते के लंबवत दिशा में) के लंबवत दिशा में बहुत कम तन्य शक्ति की विशेषता है, इसलिए खेत में हथौड़ा और छेनी के साथ काम के दौरान या प्रयोगशाला में हाथ-ग्राइंडर के साथ, अक्सर चट्टान के नमूने अलग हो जाते हैं और आकार देने की प्रक्रिया को फिर से शुरू करना पड़ता है। इसलिए, प्रयोगों को चलाने और धैर्य के साथ खुद को हाथ लगाने के लिए सख्ती से आवश्यक लोगों की तुलना में अधिक नमूने एकत्र करने की दृढ़ता से सिफारिश की जाती है।
माइक्रोस्ट्रक्चरल डेटा के साथ मैकेनिकल को एकीकृत करने से पहले, यह जांचना महत्वपूर्ण है कि प्राकृतिक गलती चट्टानों के साथ मनाए गए फिलोसिकेट-समृद्ध फोलिया के साथ घर्षण फिसलने को प्रयोगशाला में पुन: पेश किया जाता है, या दूसरे शब्दों में कि प्राकृतिक गलती रॉक माइक्रोस्ट्रक्चर वेफर(चित्रा 3)को बाल पालन से प्राप्त करने के समान है।
फिलोसिलिकेट के पतले नेटवर्क की विशेषता वाले ठोस वेफर्स पर प्रयोगों में, कमजोर खनिज चरणों की निरंतर परतों को महत्वपूर्ण बाल कटाई (विस्थापन > 12 मिमी) के दौरान सेवन किया जा सकता है। इस स्तर पर विकृति को मजबूत खनिज चरणों के प्रलय के संयोजन और फिलोसिलिएकों के साथ फिसलने से समायोजित किया जाता है। यह लगभग 0.1 या उससे अधिक13के घर्षण में वृद्धि के साथ तनाव के एक चरण के साथ मेल खाता है।
अधिकांश रॉक विरूपण प्रयोग, जो टेक्टोनिक दोषों के घर्षण गुणों के लक्षण वर्णन के उद्देश्य से किए जाते हैं, मिलीमीटर चट्टान परतों पर किए जाते हैं जो प्राकृतिक गलती चट्टानों को कुचलने और सिविंग करके प्राप्त पाउडर द्वारा बनाए जाते हैं24,27 या गलती चट्टानों पर जो पूर्व-कट34हैं। इस प्रकार के प्रयोग दोषों के घर्षण गुणों की विशेषता के लिए मौलिक हैं जहां गलती35 या स्थानीयकृत विरूपण36के तेज फिसल रहे विमानों के साथ विरूपण होता है। फिलोसिलिकेट में समृद्ध दोषों के लिए, कम घर्षण और इसलिए दोष कमजोरी फिलोसिकेट-समृद्ध नेटवर्क की इंटरकनेक्टिविटी से संबंधित है, जो क्षेत्र में कई एनास्टोमोसिंग प्रिंसिपल स्लिप ज़ोन द्वारा प्रकट होता है। इससे यह संकेत मिलता है कि यदि उनकी इंटरकनेक्टिविटी बहुतअधिकहै तो फिलोसिलिएकेट्स की थोड़ी मात्रा भी महत्वपूर्ण दोष को कमजोर कर सकती है. इसलिए, ठोस वेफर्स पर हमारे प्रयोगशाला प्रयोगों का अंतिम लक्ष्य घर्षण परीक्षणों के दौरान फिलोसिकेट-समृद्ध परतों की प्राकृतिक निरंतरता को संरक्षित करना है।
मजबूत और कमजोर खनिज चरणों के पाउडर मिश्रण पर प्रयोगशाला के अन्य प्रयोगों में कमजोर चरणों18 , 19 , 20,21,22के अलावा कमजोर होने के साथ गलती का दस्तावेजीकरण हुआ है । यह देखा गया है कि 40-50% फिलोसिलिकेट की मात्रा घर्षण में काफी कमी लाती है क्योंकि कतरनी के दौरान वे आपस में जुड़े हो जाते हैं। इससे पता चलता है कि फिलोसिलिकेट (यानी, > 40%) के बड़े प्रतिशत के लिए, वेफर्स या पाउडर पर प्रयोगसमान 25हैं।
बड़ी संख्या में प्राकृतिक गलती चट्टानों पर किए गए घर्षण परीक्षणों का संकलन, फिलोसिलिकेट, वेफर्स या पाउडर सामग्री में फिलोसिलिकेट्स प्रतिशत > 40% के साथ, प्रायोगिक परिस्थितियों की एक विस्तृत श्रृंखला के तहत पता चलता है कि घर्षण 0.1-0.330की सीमा में है। इसका मतलब यह है कि क्रस्टल दोषों की एक महत्वपूर्ण संख्या कमजोर हैं ।
The authors have nothing to disclose.
हम कृपया रॉक कटिंग प्रक्रिया के लिए ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप और एसईएम और डोमेनिको मैनेटा से निपटने वाले वीडियो प्रदान करने के लिए मार्को अल्बानो को स्वीकार करते हैं। इस शोध को ईआरसी ग्रांट ग्लास एन ° 259256 और टेक्टोनिक एन ° 835012 द्वारा समर्थित किया गया है। इस योगदान को तीन गुमनाम समीक्षकों की टिप्पणियों और वीडियो पर संपादकीय उत्पादन सुझावों से काफी सुधार हुआ ।
disk mill | Plenty of companies | none | Standard disk mills to pulverize rocks |
fault rock | Natural outcrops | none | All the outcrops rich in phyllosilicates worldwide |
hammer and chisel | Plenty of companies | none | Standard hammer and chisel used by geologists |
optical microscope | Plenty of companies | none | Standard microscope used for mineralogy |
rock deformation apparatus | we use prototypes like BRAVA & BRAVA2.0 | none | Eock deformation apparatusses (Marone et al., 1998; Collettini et al., 2014) |
saw to cut rocks | Plenty of companies | none | Standard saws to cat fault rocks |
SEM, scanninc electron microscope | Plenty of companies | none | Microscope to investigate microstructures at the micron scale |
TEM, transmission electron microscope | Plenty of companies | none | Microscope to investigate microstructures at the nano scale |