由温度与水分子驱动的fault gouge中的不稳定滑动

fault gouge 中微尺度颗粒滑动是地震核生育的基本机制之一，但温度如何通过界面水影响滑动机制尚不清楚。本文对hydrophilic quartz-water-quartz 界面进行了规模为300-500 K 的大规模分子动力学模拟，以量化温度对摩擦强度、实际接触面积及水层结构的影响。结果显示，摩擦系数与摩擦力随温度单调递增减小，遵循近线性关系 $\mu \propto T^{-1}$ 与 $F_t \propto A$，表明摩擦减弱主要由温度驱动的接触重构所主导。结构分析进一步显示，加热逐渐破坏第一吸附层的氢键网络，降低吸附层密度，削弱径向分布峰值，显示界面水从有序、强吸附状态向更扩散、弱结合配置的转变，伴随delayering与准相变行为。这种界面重构减弱了颗粒间桥接与结构粘合，促进了从结构锁定向水中介润滑的转变。这些结果表明，在温度-水分子耦合条件下，摩擦稳定性受界面水结构热力学演化的强烈控制。