壳内大地震的孕育、发生及破裂传播均受控于水热条件下断层的摩擦滑动性质。自四十多年前基于室内实验的速率-状态摩擦定律建立以来，水热条件下的岩石摩擦实验揭示了断层摩擦稳定性参数随深度的变化，为认识地震成核机制和震源深度分布奠定了基础；相关实验数据也被广泛地应用于地震动力学模拟。然而，水热条件下的断层摩擦实验一直仅限于准静态条件下的低速率实验（通常是μm/s量级），对高温和高孔隙流体条件下断层加速滑动直至同震阶段（滑动速率达m/s量级）的力学性质研究仍是空白。这种现状制约了对真实断层带内温度和流体环境下地震物理过程的认识。
研究人员结合高温高压水热系统，对两种常见岩石——辉长岩（gabbro）和大理石（marble）进行了高速摩擦实验。实验在40–400°C环境温度、30?MPa孔隙水压力下，以1.5?m/s的滑动速率、累计滑移6m来模拟深部断层的同震滑动过程。实验结果表明：在高速滑动条件下，辉长岩和大理岩的稳态摩擦系数总体随背景温度升高（即模拟深部环境）呈下降趋势；滑动弱化距离（Dc）及破裂能随背景温度变化可能增加也可能降低，具体取决于岩性特征；减速滑动阶段的强度恢复幅度同样受到岩性及相应动态弱化机制的显著影响。微观结构分析揭示，在背景温度为40和400°C两种极端情况下，辉长岩断层的滑动面上均存在摩擦熔融现象，但高温下熔体总量更多，且存在大量微晶；大理岩滑动面上存在大量亚微米级颗粒，也存在近乎等径颗粒三联点接触等指示超塑性变形机制的结构特征。
研究对于定性地认识地震同震破裂力学过程在深度上的变化存在潜在应用，对于地震动态破裂或地震循环模拟中断层摩擦参数及其空间变化的设定也具有重要参考意义。相关研究成果发表于《Proceedings of
the National Academy of Sciences of the Unitied States of America》[1]。
[1] Seismic Fault Slip at Depths Simulated by High-Velocity Friction
Experiments Under Hydrothermal Conditions
