叶蛇纹石蛇纹岩脆性变形过程中应力诱导各向异性的缺失

了解蛇纹岩在变形过程中的地震学特征对于解释俯冲带的地震观测至关重要，但这尚待实验约束。我们在室温及高达 150 MPa 的不同围压下，测量了多晶叶蛇纹石在脆性变形过程中的纵波和横波速度。在直接加载和循环加载三轴变形试验中，将相对于压缩轴不同方向的超声速度测量与轴向和体积应变的力学测量相结合。另对一块 Westerly 花岗岩样品进行了对比变形实验。在所有围压下，叶蛇纹石的脆性变形伴随着显著的应力诱导各向异性的缺失，且在岩石破坏前波速对轴向压应力无明显依赖。叶蛇纹石样品的强度与花岗岩相当，但其力学行为在高达高应力（$\gtrsim80$\% 岩石强度）前呈弹性且无膨胀性。微裂纹仅见于破坏的叶蛇纹石样品中，而在即使加载至其抗压强度 $90-95$\% 的样品中未见。微裂纹损伤极度局限于断层附近，由仅沿叶蛇纹石晶体解理面形成的剪切微裂纹组成。我们的观测表明，叶蛇纹石的脆性变形完全通过“II 型”剪切微裂纹进行。这一点尤为引人注目，因为叶蛇纹石中先存的微裂纹数量与花岗岩中相当。因此，叶蛇纹石脆性变形的力学行为与地震学特征在结晶岩中似乎是独一无二的。