The microstructures and rheology of fault gouges produced experimentally under wet and dry conditions at temperatures up to 400° C

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Abstract
On a réalisé des expériences de déformation triaxiales à vitesse de déformation constante, et de fluage à contrainte constante, à des températures de 300 et 400° C sur des grès de Tennessee humides et déjà faillés. Ces données s'ajoutent à celles déjà obtenues par des tests de relaxation de contrainte sur le même matériau. La microstructure fine d'échantillons sélectionnés a été étudiée par microscopie électronique à très haute tension. Les nouvelles expériences, à forte déformation, confirment la dramatique faiblesse qu'acquiert cette roche quand la vitesse de déformation est progressivement réduite jusqu'au dessous de 10-6s-1. Ceci est tout à fait en opposition avec la constance de la compétence de la roche sèche lors de fortes variations de la vitesse de déformation. La microscopie électronique révèle qu'à vitesse de déformation élevée, la déformation est dominée par un processus de rupture fragile, tandis que, soumise à une vitesse de déformation faible, la roche mouillée montre des fragments de quartz envahis par de nouvelles cristallisations de quartz et la néo-formation de phyllosilicates. Ces faits indiquent que, dans ces conditions expérimentales, le processus de transport de matière par diffusion contrôle la déformation à faible vitesse de déformation. Cette interprétation s'appuie sur les données mécaniques qui indiquent un comportement visqueux linéaire.

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