六盘山东麓断裂断层泥的组构特征及其意义

本文采用宏观与微观相结合的方法 ,研究六盘山东麓断裂的滑动方式。结果表明 :(1)根据断层泥组构特征 ,六盘山东麓断裂可划分为北、中、南 3段 ,这与前人宏观分段结果相一致 ;(2 )北段断层泥局部强烈变形 ,发育牵引褶皱 ,吕德剪切角 (R1)介于 11°～ 2 6° ,以及伊利石无明显的优选方位组构 ,表明该段断层活动是以粘滑为主的左旋走滑运动 ;(3)中、南段断层泥普遍变形 ,吕德剪切角 (R1)一般小于 11° ,P叶理、带状褶皱和肠状构造发育 ,以及伊利石复杂的优选方位组构 ,显示该断层的活动是以蠕滑为主的多期逆冲滑动     

香山-天景山断裂断层泥显微构造特征及其地质意义

通过对香山-天景山断裂11个断层泥和3个断层角砾岩的显微结构详细观察发现, 断层泥可分为颗粒流动条带状断层泥、叶理化断层泥和块状断层泥三类. 进一步对断层泥和断层角砾岩中的残存碎屑形态优选方位(简称SPO)进行了测定. 结果表明, 叶理化断层泥SPO与剪切带边界斜交, 类似于P叶理; 颗粒流动条带状断层泥SPO基本平行于剪切带边界; 断层角砾岩和块状断层泥的SPO具有随机性. 该断裂断层泥分布在三角形分类图的不同区域, 明显地显示出其运动方式的不同. 这些研究结果为探讨断裂运动方式提供了一种判定标准.     

南北地震带北段现今运动特征及地震活动性分析

利用1991—2015年GPS数据,研究南北地震带北段现今地壳水平速度场特征,根据区域地壳主应变率、面膨胀率及最大剪应变率的空间变化以及小震分布特征,对研究区主要断层的活动性及地震危险性进行综合分析。结果表明:①区域主应变率和最大剪应变高值区分布在海原断裂弧形构造带附近,香山—天景山断裂和六盘山断裂中南段应变率较低,结合历史地震及离逝时间,认为其可能处于孕震晚期;②海原断裂现今左旋走滑速率为(4±0.5)mm/a,香山—天景山断裂、烟筒山断裂和牛首山断裂活动性较弱,总体显示为逆冲兼走滑的性质;③震源深度剖面显示老虎山断裂、海原断裂南东段小震分布较密集而均匀,海原断裂北西段小震较少,香山—天景山东南段存在一个小震稀疏段,断层可能已经闭锁,未来应重点关注。     

香山-天景山断裂带西段的运动性质变化及其成因机制

香山-天景山断裂带作为青藏高原东北缘弧形构造带的重要组成部分,其东段整体表现为逆-左旋走滑运动性质。相反,其西段运动性质较为复杂,其上一系列的断错地貌特征以及在人工探槽和天然露头剖面上观察到的断裂运动性质,显示整个西段主要以正-左旋走滑运动为主,只在局部特定位置存在逆冲运动分量。为了确定香山-天景山断裂带西段运动性质变化的成因机制,从断裂的几何结构特征对其进行分析,得到影响与控制西段运动性质的3个主要因素:1)阶区构造,断层的左行左阶雁列式结构形成拉张型阶区,并控制着阶区附近及其内部断层的正-左旋走滑运动;2)尾端构造,在断裂端部存在阻止断层破裂传播的障碍体时,断裂一盘向前推挤的一端就会发生挤压构造变形,断层以逆-左旋走滑运动为主;3)双弯构造,次级段内部断层走向变化并呈右阶排列时,中间弯曲段在左旋走滑作用下形成局部挤压应力环境,表现为逆-左旋走滑运动。此外,天景山次级块体做SEE向运动,在其尾端形成走滑拉张构造环境,也是西段以正-左旋走滑运动为主的重要原因。香山-天景山断裂带西段的形成演化过程说明,在青藏高原东北缘弧形构造带向N扩展的过程中,整个香山-天景山断裂带可能并不是同时期形成的,而是分为运动性质显著不同的2个阶段,并表现为自东向西侧向扩展的形成演化模式。     

晚第四纪以来香山-天景山断裂左旋走滑量研究

香山-天景山断裂是青藏高原东北缘弧形断裂带中一条重要的活动断裂,长期以来活动强烈,早期以挤压逆冲为主,可能在第四纪早期转变成以左旋走滑为主兼具逆冲性质的断裂.黄河在夜明山前缘穿过此断裂,在沙坡头大弯一带形成一个完美的“几”形拐弯.文中对沙坡头大弯一带黄河地貌、阶地特征、样品年龄进行了探查和分析测试,结果表明,距今170ka以来,香山-天景山断裂左旋位移量最大不超过880m,滑移速率＜5.18mm/a.     

青藏高原东北缘断层系统的大地震迁移概率及断层滑动速度的分段特征

青藏高原东北缘是青藏高原隆升、生长及变形前缘.区域地震活动频繁,且地震在其主要断层带之间时空迁移.为了研究区域大地震在主要断层带之间的迁移规律与概率,以及主要断层带大地震破裂的时空分布特征,本文建立了青藏高原东北缘地区的三维黏弹塑性有限元模型,模拟了区域断层系统的地震循环,得到了人工合成的万年时间尺度的地震目录.根据模拟的地震目录,并结合古地震数据,计算分析了大地震(MW≥7)在研究区各个主要断层带之间的迁移概率,探讨了黏度、高程、统计时间长度等因素对大地震在各主要断层带之间的迁移概率和大地震在各主要断层带上的发生概率的影响,并且初步调查了海原断层带和香山天景山断层带的大地震破裂时空分布特征.研究结果显示:继区域最近两次大地震(1920年海原断层带上的M8.5海原大地震和1927年香山天景山断层带上的M8古浪大地震)之后,下一次大地震(MW≥7)发生在海原断层上的概率最大,约为51%～81%;其次是在香山天景山断层上,概率约为9%～37%.模型结果显示,不同的青藏高原中下地壳上地幔黏度大小,对大地震在各个断层带之间的迁移规律和迁移概率的影响较小;而研究区的高程载荷对地震迁移则有显著的影响:高程载荷易于使得海原断层地震活动减弱及香山天景山断层的地震活动增强.研究结果也显示了青藏高原东北缘地区主要断层带的地震活动与断层滑动速率分布的分段性显著;大地震在断层带上的破裂位置并不固定,呈现不均匀性;并暗示了断层几何形状对地震活动、断层滑动速率分布与大地震破裂位置的控制作用.     

伊利石断层泥摩擦特性的温度效应与白云母化

断层泥是断层错动的产物,成份往往比较混杂。含伊利石的断层泥是其中常见的一种。目前对常发生地震的5—15公里深处的断层泥特性了解甚少。本文通过含断层泥标本的高温高压实验结果,企图揭示一些断层泥在深部的特性。实验表明,在一定围压下伊利石断层泥在200℃和600℃时表现为无震稳滑,强度低。在350℃—480℃间表现为有震粘滑,强度高。对实验后的样品进行X射线衍射分析、差热分析和显微镜观察证明伊利石力学性质的变化与标本中含水情况的变化以及高温下的白云母化过程有关。进而讨论了蛇纹石、伊利石和其它粘土矿物在力学性状和矿物成份上的共性与个性。     

鲜水河断裂西北段的断层泥特征及其地震地质意义

对鲜水河断裂的断层泥样品进行原样的结构、构造和碎砾的显微构造、刻蚀形貌结构的观测统计,断层泥的粒度分析和分形研究,认为,断裂处于强烈的定向应力场作用之下,其运动方式是以粘滑运动为主,且晚更新世和全新世时期断裂仍有活动。从断层泥的粒度分布和分形分析可将断层分为：甘孜－格篓、格篓－恰叫、恰叫－乾宁３段,这与前人的地形变分析的分段结果相一致     

利用剖面浅析鄂尔多斯西南缘Q值与断层展布的关系

根据鄂尔多斯西南缘地区已知断层及地震分布,切出6条剖面。利用国家测震台网数据备份中心提供的2009年1月至2015年11月的地震波形数据,选取震级范围为M_L1.8~6.7,震中距小于800km的1820个地震事件的16156条Pg波到时数据,计算得到剖面Q值分布。结果表明:Q值分布与断层展布密切相关。在断层两侧,Q值会发生明显的横向梯度变化;Q值随深度变化也呈现出一定的不均匀性。推测香山—天景山断裂为一条浅部断裂,会宁—义岗断裂切割较深;岷县地区、清水—徽县一带均有一条隐伏断裂存在于中上地壳。     

云南小湾断层泥中伊利石矿物特征及其意义

根据扫描电镜观察、Ｘ射线衍射和化学分析，研究断层泥中伊利石矿物的特征。研究表明，小湾断层泥中伊利石属Ｉ＋ＩＳＩＩ结构，膨胀层约占１５％，ＩＭ多型，层间阳离子２Ｃａ＋Ｎａ＋Ｋ≈１，伊利石的ｂ。值等于８．９９３Ａ，这些参数反映了小湾断层活动的机制为低压、低温（＜２００℃）。     

红河和曲江断裂带断层泥的特征及其地震地质意义

活断层产物的研究近年来受到国内外地震地质学者的关注。笔者对地质、地震证据充分的活断层——红河断裂带和曲江断裂带的断层泥进行多种手段的分析研究。它们的显微构造、粒度分布,组构特征以及石英碎砾的SEM显微形貌等显示了活断层中的长期蠕滑研磨作用、地震过程的快速剪切运动以及活断层特定条件下的退变质作用和其他化学作用等成因特征。综合分析指出,红河断裂带南段可能是蠕滑运动为主的活断层,其北段和曲江断裂带则为粘滑运动为主的活断层     

郯庐断裂带白山-卅铺段第四纪以来的活动习性

根据构造地貌遥感解析,发现郯庐断裂带沿庐江白山到桐城卅铺一线显示1组平行断层,现场地震地质调查验证其为1组活动断层。通过断层剖面观测、样品采集及样品测试分析和宏微观构造分析,结果表明,郯庐断裂带在白山—卅铺一带第四纪以来仍具有黏滑、蠕滑交替的变形活动。其中,在柯坦—卅铺一带,最年轻的水系被NE向断层组右旋扭折,其断层物质的微观观测和测龄结果表明该断裂段第四纪时的活动具有脆、塑性过渡变形特征,强烈活动时间处于早、中更新世;而白山剖面断层泥年龄测试结果则反映相应断层段在中、晚更新世曾有过较强烈的活动。断层泥超微(SEM)和显微观测结果亦表明该断裂段曾发生黏滑、蠕滑交替的构造变形事件,且表现为先黏滑后蠕滑;结合水系呈现缓慢扭折表征,近年来沿断裂有不少微震发生,表明郯庐断裂带在白山—卅铺段的最新滑移方式主要表现为蠕滑,也就是说,该段积累的应力以蠕滑或微震等方式缓慢释放,据此推测未来一定时期内不易孕育强烈地震     

虹口八角庙-深溪沟炭质泥岩同震断层泥的X射线衍射分析结果

5.12汶川地震同震地表破裂带在虹口八角-深溪沟一带主要出露于三叠系须家河组的炭质泥岩中,同震断层泥在颜色、结构上与老断层泥和围岩类似。通过开挖探槽,系统采样,采用粉晶X射线衍射定量分析方法,研究了同震地表破裂带的围岩、断层角砾岩、老断层泥和新断层泥的矿物成分特征。同震断层泥的主要成分为石英和黏土矿物,含微量长石和白云石;断层泥的显著特征为高黏土矿物含量,从同震断层泥、老断层泥、角砾岩到围岩黏土矿物含量依次降低,黏土矿物以伊利石和伊蒙混层为主,含微量绿泥石和高岭石,矿物组成明显比地表破裂带北段同震断层泥简单。不同颜色的同震断层泥成分略有不同,黑色断层泥中伊利石含量明显高于白色断层泥;老断层泥中含有方解石和白云石,而同震断层泥不含方解石,只含微量白云石。同震断层泥中伊蒙混层高含量表明,在本次地震错动中有富含K的流体参与。     

交叉断层的交替活动与块体运动的实验研究

通过物理模拟证明交叉断层上会交替地发生失稳事件。两条交叉的断层在活动中既相互促进 ,又相互制约 ,即一条断层既可能使另一条断层发生闭锁而积累应变 ,又可能触发其错动。每条断层的位移速率、总位移量以及失稳事件数与断层方向和主压应力轴的夹角有关。各断层段的位移有时体现为断层围限块体的平移运动 ,而有时则体现为块体的旋转运动。发生在不同部位的失稳事件影响范围不同 ,在正应力较大的断层上失稳事件影响范围大。涉及交叉断层的较大失稳事件发生前常出现前兆性小事件。交叉断层的交替活动实际上由变形场中块体的运动所控制     

组构对花岗片麻岩高温流变影响的实验研究

深部岩石先存的变形组构对流变特性影响的实验研究是新的研究热点之一,然而目前相关的实验研究非常有限.本文利用3 GPa固体介质熔融盐三轴高温高压容器,选择华北克拉通北部辽东拆离断层带中具有变形组构的花岗片麻岩样品,在温度600~840℃、围压800~1200 MPa、应变速率1×10^-4~2.5×10^-6/S条件下,对不同组构方向的样品(实验压缩方向分别垂直和平行花岗片麻岩的面理)开展高温高压流变实验.实验结果表明,在相同的应变速率和温度条件下,垂直面理的岩石强度比平行面理的岩石强度要高.两组实验样品在600~700℃时,应力指数平均值为6.5,为半脆性流变;在800~840℃时,应力指数平均值为2,垂直面理样品的激活能为Q=380 kJ/mol,平行面理样品的激活能为Q=246.4 kJ/mol,以塑性变形为主,局部存在黑云母和角闪石的脱水熔融.微观结构研究表明,垂直面理的样品,在变形过程中形成了新的变形条带,把原有的面理破坏改造;而平行面理的样品,在实验变形过程中新的变形带主体继承了原有组构.EBSD分析显示花岗片麻岩原岩中石英轴极密区位于Z轴附近,为底面滑移;压缩方向垂直面理的样品,石英组构轴极密区位于X轴附近,为柱面滑移;压缩方向平行面理的样品,石英组构轴极密区位于Z轴附近,伴有少量的Y轴极密,底面滑移和柱面滑移.这表明垂直面理的样品中石英变形改造比平行面理的样品更彻底,这与微观结构分析结果一致.显然实验样品的非均匀组构对样品强度和石英轴定向等具有显著影响,但对样品的脆塑性转化和塑性变形机制没有实质影响,这对理解地壳深部普遍存在的形态各向异性岩石流变具有重要参考价值.     

The advance in obtaining fault slip rate of strike slip fault-A review

Slip rate along the major active fault is an important parameter in the quantitative study of active tectonics. It is the average rate of fault slip during a certain period of time, reflecting the rate of strain energy accumulation on the fault zone. It cannot only be directly applied to evaluate the activity of the fault, the probabilistic seismic hazard analysis, but also important basic data for the study of geodynamics. However, due to the nonstandardized process of obtaining fault slip rates for a given strike-slip fault, the results could be diverse based on various methods by different researchers. In this review, we analyzed the main advances in the approaches to obtain fault slip rate. We found that there are four main sources affecting the final results of slip rate: the displacement along the fault, the dating of the corresponding displacement, the fitting of the displacement and corresponding dating results, and paleoslip analysis. The main advances in obtaining fault slip rates are based on improving the reliability of the above four main factors. To obtain a more reasonable and reliable slip rate for a given fault, it is necessary to select a suitable method according to the specific situation.     

四川抚边河断裂的活动特征

在四川省马尔康地区木城—两河口一带，沿抚边河河谷有一条隐伏的ＮＷ向断裂——抚边河断裂，１９８９年至１９９１年该地区发生的３次中强地震与这条断裂有关。大量的野外调查和分析计算表明，这条断裂归属于川青块体内部弧形构造中的断裂，第四纪以来它的活动特征在时间和空间分布上具有不均一性，断裂分段标志明显；在主压应力为ＮＷＷ向的现代区域构造应力场作用下，断裂活动以走滑为主，且在断裂走向发生变化的东南端形成了局部张性区     

阿尔金断裂带西段磁组构特征及其构造意义

变形岩石的磁组构参数K_max、K_int、K_min、P、T、F、L、E等可以用来定量地表征构造变形的形状及期次.本文通过对阿尔金断裂带（郭扎错—空喀山口段）中岩石磁组构特征分析,认为该断裂带具多期活动性,变形性状由早到晚依次表现为韧性、韧-脆性及脆性变形,应力机制为剪切以及带有剪切性质的拉伸和压扁,主应力方向为NNE-SSW和近SN向.磁组构特征还表明该断裂带两侧断块相对差异运动在不同地区有所不同,而且它们所经历的构造期次以及各期活动的应力机制、影响程度也有明显区别.此外,磁组构数据显示阿尔金断裂带具有中间变形强、向两侧变形逐渐减弱的准对称特点,其早期变形具有由东往西逐渐减弱的变化规律.由磁组构揭示的应力应变特征与野外露头、显微构造和古应力测量结果一致.     

基于GPS观测的六盘山断裂震间闭锁特征研究

综合利用1999—2013年中国大陆构造环境监测网络GPS速度场与跨六盘山断裂布设的10个GPS连续站观测剖面, 基于块体-位错模型, 研究了六盘山断裂震间闭锁性质与滑动亏损的空间分布。 结果显示, 六盘山断裂震间闭锁具有明显的分段特征, 其中断裂南段的闭锁程度最强, 滑动亏损速率的平均值最大, 地震危险性最高; 断裂北段闭锁程度弱于南段, 但断层浅部的滑动亏损速率平均值最大, 应变积累速度快, 也具有一定的发震能力; 中段闭锁程度最弱, 滑动亏损速率最小, 发震可能性小于南段和北段。     

Principal Slip Zones in Limestone: Microstructural Characterization and Implications for the Seismic Cycle (Tre Monti Fault, Central Apennines, Italy)

Earthquakes in central Italy, and in other areas worldwide, often nucleate within and rupture through carbonates in the upper crust. During individual earthquake ruptures, most fault displacement is thought to be accommodated by thin principal slip zones. This study presents detailed microstructural observations of the slip zones of the seismically active Tre Monti normal fault zone. All of the slip zones cut limestone, and geological constraints indicate exhumation from <2?km depth, where ambient temperatures are ?100°C. Scanning electron microscope observations suggest that the slip zones are composed of 100% calcite. The slip zones of secondary faults in the damage zone contain protocataclastic and cataclastic fabrics that are cross-cut by systematic fracture networks and stylolite dissolution surfaces. The slip zone of the principal fault has much more microstructural complexity, and contains a 2?C10?mm thick ultracataclasite that lies immediately beneath the principal slip surface. The ultracataclasite itself is internally zoned; 200?C300???m-thick ultracataclastic sub-layers record extreme localization of slip. Syn-tectonic calcite vein networks spatially associated with the sub-layers suggest fluid involvement in faulting. The ultracataclastic sub-layers preserve compelling microstructural evidence of fluidization, and also contain peculiar rounded grains consisting of a central (often angular) clast wrapped by a laminated outer cortex of ultra-fine-grained calcite. These ??clast-cortex grains?? closely resemble those produced during layer fluidization in other settings, including the basal detachments of catastrophic landslides and saturated high-velocity friction experiments on clay-bearing gouges. An overprinting foliation is present in the slip zone of the principal fault, and electron backscatter diffraction analyses indicate the presence of a weak calcite crystallographic preferred orientation (CPO) in the fine-grained matrix. The calcite c-axes are systematically inclined in the direction of shear. We suggest that fluidization of ultracataclastic sub-layers and formation of clast-cortex grains within the principal slip zone occurred at high strain rates during propagation of seismic ruptures whereas development of an overprinting CPO occurred by intergranular pressure solution during post-seismic creep. Further work is required to document the range of microstructures in localized slip zones that cross-cut different lithologies, and to compare natural slip zone microstructures with those produced in controlled deformation experiments.