液壓致裂是彈性巖石圈中巖漿遷移與侵位的構造基礎，也是變質流體遷移與脈狀-網脈狀礦體形成的構造基礎。液壓破裂形成機制的研究包括形成動力來源與破裂機制兩方面。目前，關于液壓致裂的動力來源有許多力學模型，例如浮力、巖石熔融過程產生的體積壓力、溫度升高導致的擴容、鉀交代作用、沸騰產生的內壓與巖漿超壓。但是，有些模型只適用于特定的地質條件與背景。關于液壓致裂的力學準則，目前有兩個模型：（1）當流體壓力大于巖石中最小擠壓應力與抗張強度之和時巖石破裂；（2）Hubbert-Willis 模型或水壓致裂模型，其采用加載邊緣應力的無限平板中心含內壓空洞的力學模型。然而，經研究發(fā)現這兩個模型并沒有完全模擬真實的情況。此外，巖漿超壓的成因也不是很清楚。為此，需要研究與尋找新的普適性的動力起源。

　　針對巖石圈液壓致裂機制研究存在的問題，中國科學院地質與地球物理研究所固體礦產資源研究室研究員徐興旺與合作者在國家基金重大項目、院創(chuàng)新項目與國家科技支撐計劃項目資助下，基于流體力學、彈性力學與材料力學的基本理論并結合長期的野外觀察與研究積累，指出巖石圈中圈閉流體具有承受圍巖的壓力并獲得壓力、傳遞壓力、將壓力反作用于圍巖并產生正向的壓應力與環(huán)向的張應力等重要的力學行為屬性，提出了新的液壓致裂動力學理論。

　　他們新提出的液壓致裂動力學理論指出彈性巖石圈中的圈閉液體具有傳遞最大加載擠壓應力的屬性。圈閉流體承受圍巖中與最大擠壓應力等值的最大壓力，該壓力在液體中傳遞并反作用于圍巖，在巖石－液體的內接觸面將該壓力轉換為正向的擠壓應力與環(huán)向的張應力，進而形成有效正向壓應力與有效環(huán)向張應力。當有效環(huán)向張應力值大于巖石抗張強度時，巖石破裂。初始液壓致裂發(fā)育于最大擠壓應力加載點，并沿垂直于最小有效張性環(huán)向應力與最小主應力方向生長。估算結果顯示，在重力體制下由球狀圈閉液體所產生破裂的最小深度為2-6km，而半圓柱狀末端（如巖墻）往上擴展的破裂可到達近地表的位置。

　　新的液壓致裂動力學理論指出當兩個巖漿房被巖墻相連，巖漿與壓力將從高壓力的巖漿房向低壓力的巖漿房遷移與傳遞。停滯的、可能已結晶分異的中間巖漿房巖漿可從深部源區(qū)巖漿房獲得新的壓力與巖漿補給，進而產生新的破裂并推動巖漿往上運移與侵位。構造應力可改變應力場的狀態(tài)，同時也改變有效環(huán)向張應力的狀態(tài)與液壓破裂的產狀。

　　新提出的液壓致裂動力學理論對于認識巖石圈演化、巖漿運移動力學、破裂機制與成礦機理、解釋一些重要而普遍的地質現象等方面具有重要的科學意義，是流體構造動力學與地質力學研究的重要進展。

　　該研究成果近期發(fā)表在國際構造地質學期刊Tectonophysics上（Xu et al. Elastic stress transmission and transformation (ESTT) by confined liquid: A new mechanics for fracture in elastic lithosphere of the earth. Tectonophysics, 2016, 672-673: 129-138）。