CSEDI Collab. Research: A joint mineral physics and nano-seismological study on high-pressure faulting in metastable olivine and harzburgite with implications to deep earthquakes

CSEDI 合作。

基本信息

  • 批准号:
    1661489
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 37.4万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2017
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2017-07-01 至 2021-06-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Worldwide, the number of earthquakes per year decreases rapidly with depth down to ~300 km, then peaks around 550 - 600 km, before terminating abruptly near 700 km. Deep-focus earthquakes (DFEQs), i.e., those occurring at depths below 300 km, are particularly mysterious, as we know that rocks generally deform by creep and flow, rather than by brittle fracture, at these depths, where pressures and temperatures are both very high. Understanding the mechanisms of DFEQs is important because these quakes occur in subduction zones and pose significant seismic hazards in many regions around the globe. It also helps understand properties and behaviors of rocks and how plate tectonics works in the Earth's interior. The experimental capabilities developed in the project will find broad applications in disciplines far beyond earth science, including materials science, physics, and engineering.In this project, the investigators will combine advanced experimental techniques and state-of-the-art seismological analytical tools to obtain information on the physical mechanisms of fracturing under high pressure and high temperature. The materials to be studied are (Mg,Fe)2SiO4 olivine (the dominant mineral in the oceanic lithosphere and the upper mantle) and harzburgite (the dominant rock assemblage of the oceanic lithosphere). Samples will be deformed in a new class of deformation apparatus equipped with in-situ acoustic emission (AE) monitoring as well as x-ray diffraction and imaging, under a wide range of conditions of pressure, temperature, differential stress, strain, and strain rate. Controlled deformation will be conducted on these materials at pressures up to 14 GPa. A suite of state-of-the-art seismological methods of event detection, location, and source characterization will be applied to the nanoseismograms of AE events to determine rupture mechanisms. Our goal is to understand the physics that connects earthquake mechanics and minerals/rocks at laboratory scales, to provide fundamental insight as to how and under what conditions shear localization occurs, affecting, and affected by, mineral reaction equilibrium and kinetics, and triggers dynamic mechanical instability. Attention will be paid to controlling oxygen fugacity and minimizing water content during the experiments. It must be kept in mind the vast difference in scales between laboratory and subduction zone processes. The team will conduct comparison studies to examine AE source characteristics against those of DFEQs. Thermo-chemo-mechanical models will then be developed and evaluated based on experimental data and seismic observations, and large-scale subduction zone processes. Combining these approaches, the investigators anticipate a significant enhancement of our understanding of the mechanisms for DFEQs by establishing physical models for DFEQs whose testability and scalability can be further examined by computational simulations.
在世界范围内,每年地震的数量随着深度下降到约 300 公里而迅速减少,然后在 550 - 600 公里左右达到峰值,然后在接近 700 公里时突然终止。深源地震(DFEQ),即发生在 300 公里以下深度的地震,尤其神秘,因为我们知道,在压力和温度都很高的深度,岩石通常通过蠕变和流动而不是脆性断裂而变形。非常高。了解 DFEQ 的机制非常重要,因为这些地震发生在俯冲带,并对全球许多地区造成重大地震危害。它还有助于了解岩石的特性和行为以及板块构造在地球内部的运作方式。该项目开发的实验能力将在地球科学以外的学科中得到广泛应用,包括材料科学、物理学和工程学。在该项目中,研究人员将结合先进的实验技术和最先进的地震分析工具,获得有关高压高温下压裂物理机制的信息。待研究的材料是(Mg,Fe)2SiO4橄榄石(大洋岩石圈和上地幔的主要矿物)和方辉橄榄石(大洋岩石圈的主要岩石组合)。样品将在配备原位声发射 (AE) 监测以及 X 射线衍射和成像的新型变形装置中,在各种压力、温度、差应力、应变和应变条件下变形速度。这些材料将在高达 14 GPa 的压力下进行受控变形。一套最先进的事件检测、定位和震源表征地震学方法将应用于AE事件的纳震图,以确定破裂机制。我们的目标是了解实验室尺度上连接地震力学和矿物/岩石的物理原理,提供关于剪切局部化如何以及在什么条件下发生、影响矿物反应平衡和动力学以及受矿物反应平衡和动力学影响以及触发动态力学的基本见解。不稳定。实验过程中要注意控制氧逸度并尽量减少水分含量。必须牢记实验室过程和俯冲带过程之间规模的巨大差异。该团队将进行比较研究,以检查 AE 源特性与 DFEQ 的特性。然后将根据实验数据和地震观测以及大规模俯冲带过程开发和评估热化学机械模型。结合这些方法,研究人员预计通过建立 DFEQ 的物理模型,可以显着增强我们对 DFEQ 机制的理解,该模型的可测试性和可扩展性可以通过计算模拟进一步检查。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Reaction-induced embrittlement of the lower continental crust
  • DOI:
    10.1130/g45527.1
  • 发表时间:
    2019-03-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.8
  • 作者:
    Incel, Sarah;Labrousse, Loic;Schubnel, Alexandre
  • 通讯作者:
    Schubnel, Alexandre
Experimental evidence for wall-rock pulverization during dynamic rupture at ultra-high pressure conditions
超高压条件下动态破裂过程中围岩粉碎的实验证据
  • DOI:
    10.1016/j.epsl.2019.115832
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.3
  • 作者:
    Incel, S.;Schubnel, A.;Renner, J.;John, T.;Labrousse, L.;Hilairet, N.;Freeman, H.;Wang, Y.;Renard, F.;Jamtveit, B.
  • 通讯作者:
    Jamtveit, B.
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Yanbin Wang其他文献

Optical Absorption Spectra of (Mg, Fe)SiO3 Silicate Perovskites
(Mg, Fe)SiO3 硅酸盐钙钛矿的光学吸收光谱
  • DOI:
    10.1007/bf00203217
  • 发表时间:
    1994
  • 期刊:
  • 影响因子:
    1.4
  • 作者:
    G. Shen;Y. Fei;U. Hålenius;Yanbin Wang
  • 通讯作者:
    Yanbin Wang
A Tem Study on a Polycrystalline Olivine Sample Deformed in the D-Dia Under Mantle Conditions
地幔条件下 D 径变形多晶橄榄石样品的透射电镜研究
  • DOI:
    10.2139/ssrn.4165478
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Tao Chen;N. Hilairet;Yanbin Wang
  • 通讯作者:
    Yanbin Wang
Possible Site Effects Revealed by Regional Earthquake Records in the Qaidam Basin, China
中国柴达木盆地区域地震记录揭示了可能的场地影响
  • DOI:
    10.1785/0220180095
  • 发表时间:
    2018-11
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    Yanyang Chen;Yanbin Wang
  • 通讯作者:
    Yanbin Wang
Crystal structure of 1-(3-((5-bromo-2-hydroxybenzylidene)amino)phenyl)ethanone O-benzyl oxime, C22H19BrN2O2
A new facility for high-pressure research at the Advanced Photon Source
先进光子源高压研究新设施
  • DOI:
    10.1029/gm101p0079
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    M. Rivers;T. Duffy;Yanbin Wang;P. Eng;S. Sutton;G. Shen
  • 通讯作者:
    G. Shen

Yanbin Wang的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Yanbin Wang', 18)}}的其他基金

Collaborative Research: Structure and properties of geofluids and their impact on fluid migration in subduction zones
合作研究:俯冲带地流体的结构和性质及其对流体运移的影响
  • 批准号:
    2246803
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 37.4万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Collaborative Research: The Mechanics of Intermediate Depth Earthquakes: a Multiscale Investigation Combining Seismological Analyses, Laboratory Experiments, and Numerical Modeling
合作研究:中深度地震的力学:结合地震分析、实验室实验和数值模拟的多尺度研究
  • 批准号:
    1925920
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 37.4万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Density and structure of s
合作研究:密度和结构
  • 批准号:
    1620548
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 37.4万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
CSEDI Collaborative Research: Grand Challenge for Experimental Study of Plastic Deformation Under Deep Earth Conditions
CSEDI合作研究:深地条件下塑性变形实验研究的巨大挑战
  • 批准号:
    1361276
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 37.4万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Collaborative Research: Physical properties and structure of silicate melts and supercooled liquids at high pressures
合作研究:高压硅酸盐熔体和过冷液体的物理性质和结构
  • 批准号:
    1214376
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 37.4万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: CSEDI--Grand Challenge for Experimental Study of Plastic Deformation Under Deep Earth Conditions
合作研究:CSEDI--深地条件下塑性变形实验研究的重大挑战
  • 批准号:
    0968456
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 37.4万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Collaborative Research: Properties of Melts and Supercooled Liquids at High Pressure by In Situ X-ray Computed Tomography and Absorption
合作研究:通过原位 X 射线计算机断层扫描和吸收研究熔体和过冷液体在高压下的特性
  • 批准号:
    0711057
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    $ 37.4万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: CSEDI--Grand Challenge for Experimental Study of Plastic Deformation Under Deep Earth Conditions
合作研究:CSEDI--深地条件下塑性变形实验研究的重大挑战
  • 批准号:
    0652574
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    $ 37.4万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
High Pressure Synchrotron Radiology and Microtomography Studies of Mechanisms and Kinetics of Liquid Iron -Silicate Segregation: Implications for Formation of the Earth's Core
液态铁硅酸盐偏析机制和动力学的高压同步辐射学和显微断层扫描研究:对地核形成的影响
  • 批准号:
    0001088
  • 财政年份:
    2000
  • 资助金额:
    $ 37.4万
  • 项目类别:
    Standard Grant
P-V-T Equations of State of Mantle Minerals
地幔矿物状态的 P-V-T 方程
  • 批准号:
    9526634
  • 财政年份:
    1996
  • 资助金额:
    $ 37.4万
  • 项目类别:
    Continuing Grant

相似国自然基金

多因素耦合作用下的高原寒旱区动车组关键部件剩余寿命自适应预测方法研究
  • 批准号:
    72361019
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    29 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
Egr2调控早期社会隔离小鼠再社会化后合作行为及其分子机制研究
  • 批准号:
    82304466
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
人机物三元融合环境下的人机合作关键问题研究
  • 批准号:
    62376117
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目
面向论文引用与科研合作的"科学学"规律中的国别特征研究
  • 批准号:
    72374173
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    41 万元
  • 项目类别:
    面上项目
离子型稀土渗流-应力-化学耦合作用机理与溶浸开采优化研究
  • 批准号:
    52364012
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    32 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目

相似海外基金

高性能なスケーラブル全結合型イジングマシンLSIの作成と評価に関する研究
高性能可扩展全连接伊辛机LSI创建与评估研究
  • 批准号:
    23K22829
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 37.4万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
新しい医療の制度化過程:関係主体間の相互作用の解明と医療研究との接合
新的医疗机构化流程:阐明相关参与者之间的相互作用并将其与医学研究相结合
  • 批准号:
    24K00281
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 37.4万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
芸術作品の「死蔵」をめぐる総合的研究―ヴィジブル・ストレージと公開修復の射程
艺术品“死储存”综合研究:可见储存与公共修复的范围
  • 批准号:
    24K03506
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 37.4万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
三島由紀夫のエンターテインメント系作品群に関する総合的研究
三岛由纪夫娱乐作品综合研究
  • 批准号:
    24K03671
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 37.4万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
合成作用素と力学系の双方向的研究
复合算子与动力系统的交互研究
  • 批准号:
    24K16950
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 37.4万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了