چکیده
گسل حاوی خاک رس، در مناطق لغزش اصلی گسل‌ها، آب فراوانی را در حفره‌ها و در بین لایه‌های میانی (لایه بین دولایه) خاک رس ذخیره می‌کنند. در طی آماده‌سازی برش‌های نازک و تراشه‌های سنگ برای مشاهدات ریزساختاری، نمونه‌های گسل معمولاً در یک تنور و یا در دمای هوای اتاق توسط هوا خشک می‌شوند. بااین‌حال در طی فرآیند خشک‌کردن، بقایای مایع آب بین دانه‌های گوژ، یک نیروی کشش سطحی (نیروی پل مایع) ایجاد می‌کند که ساختار دانه به دانه را نوآرایی می‌کند و احتمالاً منجر به اختلال در فابریک اولیه می‌گردد. ما برای مطالعه حاضر نمونه‌های گوژ را از گسل ایتوزاوا واقع در شمال شرقی ژاپن آماده کرده‌ایم؛ این نمونه‌گیری با استفاده از روش «خشکاندن انجمادی الکل بوتیل تی» انجام شد که «اختلال در فابریک تحریک‌شده با خشکاندن» را کاهش می‌دهد. ما سپس ریزساختار نمونه‌های خود را با ریزساختار نمونه‌های آماده‌شده با روش متعارف «خشک‌کردن در هوا» مقایسه کردیم.
موارد روبرو در نمونه‌های خشک‌شده انجمادی حفظ می‌شود: یک صفحه گسل صاف، نانو ذرات تعیین‌شده به‌صورت واضح و شاخص‌های شاهد ساختاری توسعه‌یافته (همچون خطوط گسل و صفحات برشی ریدل). برعکس، نمونه‌های خشک‌شده با هوا در حین خشک شدن دچار انقباض (افت حجمی) شدند و این انقباض سبب تغییر دادن شکل هندسه صفحه گسل شد. این نمونه‌های خشک‌شده با هوا فقدات نانو ذرات بودند و فقط یک فابریک برشی ضعیف را نشان می‌دادند. ما نتیجه‌گیری کردیم که مشاهدات ریزساختاری بر روی نمونه‌های آماده‌شده با روش خشکاندن انجمادی الکل بوتیل تی در مقایسه با روش متعارف خشکاندن با هوا، می‌تواند شواهد بیشتری را برای بازیابی اطلاعات گسل حفظ کند که عبارت‌اند از: جنبش‌شناسی، پایداری لغزش و مکانیزم تضعیف پویای یک گسل.
کلمات کلیدی
گوژ گسل، خشکاندن انجمادی، میکروسکوپ الکترونی پویشی، گسل ایتوزاوا، اسمکتیت
Abstract
Clay-rich fault gouge in the principal slip zones of faults stores abundant water within pores and between clay interlayers. During the preparation of thin-sections and rock chips for microstructural observations, fault-gouge samples are commonly air-dried at room temperature or in an oven. However, during the drying process, remnant liquid water between gouge grains produces an inter-particle adhesion force (liquid-bridge force), which rearranges the grain-to-grain structure, likely resulting in a disturbance of the original fabric. For this study, we prepared gouge samples from the Itozawa fault, northeastern Japan, using a t-butyl alcohol freeze-drying method that mitigates drying-induced fabric disturbance. We then compared the microstructure of our samples with those prepared using the conventional air-drying method. The freeze-dried samples preserve a smooth fault plane, clearly defined nanoparticles, and well-developed shear-sense indicators, including slickenlines and Riedel shear planes. In contrast, the air-dried samples underwent shrinkage during drying, which distorted the geometry of the fault plane. These air-dried samples lack nanoparticles and display only a weak shear fabric. We conclude that microstructural observations on samples prepared using the t-butyl alcohol freeze-drying method, compared with conventional air-drying, could preserve more evidence for the retrieval of fault information, including the kinematics, slip stability, and dynamic weakening mechanism of a fault.
چکیده
- مقدمه
- نیروهای بین دانه ای (بین ذرات) همراه با آب زدایی: زمینه نظری
- روشها
- جایگزین سازی اتانول
- روش خشکاندن انجمادی الکل بوتیل تی برای مشاهدات میکروسوپ الکترونی پویشی
- اثرات روشهای «خشکاندن انجمادی الکل بوتیل تی و خشک کردن توسط هوا» بر روی نمونه های اسمکتیت خالص
- گسل ایتوزاوا
- نتایج و بحث
- خلاصه و نتیجه گیری ها
منابع
خلاصه و نتیجه‌گیری‌ها
ما از آزمایش‌ها SEM نمونه‌های گوژ گسل غنی از خاک رس و غنی از آب از گسل ایتوزاوا در شمال شرقی ژاپن استفاده کردیم تا تأثیرات دو روش مختلف آب‌زدایی نمونه‌ها (خشک‌کردن توسط هوا و خشکاندن انجمادی الکل بوتیل تی) بر روی میکرو فابریک ها (فابریک‌های ریز) را مقایسه کنیم. ما می‌توانیم نتیجه‌گیری‌های زیر را استنباط کنیم.
- نمونه‌های گوژ خشک‌شده توسط هوا، صفحات گسل تحریف‌شده (تغییر شکل یافته) و زبر را حفظ می‌کنند که فقط دارای خطوط گسل ضعیفی هستند و هیچ شاخص یا نانو ذرات شاهد ساختاری واضحی ندارند. ما نتیجه‌گیری می‌کنیم که علائم ریزساختاری گسلش در اثر تراکم ذرات در حین «فرآیند خشک‌کردن توسط هوا» مختل شدند.
- نمونه‌های آماده‌شده با استفاده از روش خشکاندن انجمادی الکل بوتیل تی برخلاف نمونه‌های خشک‌شده توسط هوا، علائم گسلش زیر ساختاری همچون «یک صفحه گسل هموار برای میزبانی نانو ذرات، خطوط گسل و صفحات برشی ریدل» را حفظ می‌کنند.
نتایج ما نشان می‌دهد که خشک‌کردن توسط هوا می‌تواند تا حد زیادی بر ریزساختار صخره‌های گسل تحکیم نشده تأثیر بگذارد. برعکس، نمونه‌های گوژ گسل اشباع‌شده با آب و غنی از خاک رس که با استفاده از روش خشکاندن انجمادی الکل بوتیل تی آماده شدند، می‌توانند علائم گسلش ریزساختاری را حفظ کنند. بررسی این نمونه‌ها باید درک ما از جنبش‌شناسی، پایداری لغزش و مکانیم های تضعیف در حین گسلش را افزایش دهد.
نقد و بررسی‌ها
هنوز بررسی‌ای ثبت نشده است.