川东台附状逆断层与韧—脆性变形的显微构造特征

川东盆地发育的台附状逆断层，其伴生构造有断层转折褶皱，拖曳褶被、背形堆垛的双重逆冲构造和后陆倾向中的双重逆冲构造，断层岩中方解石的变形，在光学显微镜下表现有波状消光、机械双晶、显微破裂和碎裂等特征，反映了岩石的变形以脆性变形为主，韧性变形为韧－脆性过渡型变形，在变形过程中，断层活动的差异应力值，根据方解石双晶发育程度推导，得出在500巴以上。台阶状逆断层的形成与低角度 断层之间有着密切的关系，其形成机制主要有：（1）形成断坡的滑动和破裂过程，其应变速率大于10^-10/s；（2）位错活动过程，产生阶状断层以及相伴生的褶皱构造，其应变速率在10^-10/s－10^-12/s范围之内。     

碎裂断层岩与碎裂作用机制--天然与实验证据

越来越多的证据表明,碎裂断层岩可产在收缩或挤压条件下形成的逆断层或剪切作用产生的走滑断层构造中。本文根据我国三个不同地区断层构造实例,阐述了实验碎裂断层构造岩的形成环境与条件,并进而应用于天然断层构造岩的成因分析。本文研究的天然断层带包括：华北克拉通北缘的一条低角度正断层（Ｌａｎｆ）、胶东半岛蓬莱金矿区的一条高角度逆断层（Ｈａｒｆ）和阿尔金山系内部的一条分支走滑断层（Ｓｓｆ）。区域地质环境资料（构造热演化、伴生矿物组合、充填脉状物质流体包裹体资料及变形碎屑内微变形双晶与变形纹的存在）证实这三条断…     

脆性断层运动学研究新进展

本文概述了80年代以来脆性断层运动研究方面的某些成果。介绍了脆性断层带中的一些小构造和显微构造的几何特征以及它们的运动学意义。重点论述了从露头尺度到薄片尺度确定脆性断层运动方向的三种构造判据,既从属裂隙、岩桥构造和方解石e双晶判据。     

工程区内断层活动性研究的新方法

断层活动时会将其活动的信息留存在断层物质中。在地质调查研究的基础上,利用显微构造分析、同位素法测年、石英形貌法测年,宏观到微观、定性到定量,从断屋物质中提取断层活动的有关信息,来阐明断层活动性,这是一条新的研究途径,它可以不受条件的限制,因地制宜地开展,有着广泛的实际应用价值。通过对断层带中方解石脉、断层泥和断层物质与地质证据的对应研究三种不同类型的研究实例,都能为工程建设提供必要的依据。     

方解石e-双晶的古应力分析:原理和展望

方解石e-双晶是在低温、低围压环境下发育的一种晶内塑性变形,广泛发育于亮晶灰岩和大理岩中。由于e-双晶的形成与地应力密切相关,与其相关的古应力分析原理得到了深入的研究,相继提出了两类分析方法,即图解法和反演法。通过方解石e-双晶的古应力分析,我们可以获得形成时的主应力方位、应力比,甚至绝对的差应力,因而该分析方法被广泛运用于未遭受明显构造变形的地区,如克拉通盆地、褶皱‒冲断带等。本文首先简单地回顾了方解石e-双晶古应力分析的研究历史,总结了图解法和反演法的基本原理,然后评价了影响这些方法的一些可能因素,如方法的局限性和数据的质量,最后指出今后在数据获取和多期数据反演两个方面值得进一步研究。     

ESR定年：一种确定脆性断层活动年龄的方法原理与应用

在浅层低温环境中，脆性断层活动难以生成新的变质矿物，断层的准确活动年龄就难以确定。但在浅层断层活动中，往往伴生有同期生成的石英脉，对石英脉采用热活化电子自旋共振(ESR)测年，能够确定石英脉的生成年龄，从而能提供断层活动的年龄。如果断层带中发育有多期石英脉，通过测定还能提供断层多次活动的年龄。以雪峰山2条断裂带为例，使用ESR定年方法获得了202.3~60.6 Ma的地质年龄，并探讨了2条断裂带的演化与区域构造活动的关系，最后对ESR测年的可信性与使用条件进行了讨论。     

Fluid behaviors from the seismogenic region of Longmenshan fault zone,eastern Tibetan PlateauSCIEI北大核心CSCD

震间期、同震期和震后期流体对断裂带物质的强度和运动性质起到重要作用。前人已识别出断裂带浅部区域流体对断层的弱化以及矿物沉淀导致的断层愈合,然而对于断裂带深部流体的研究鲜有报道。为深入了解孕震区流体行为以及地震成核过程中流体对断层的影响,本文以龙门山断裂带的映秀-北川断裂南段虹口乡八角庙村附近碎裂岩滑动带中石英和方解石脉为研究对象,通过对断裂带脉体的显微构造、碳氧同位素和主量元素含量等分析,开展地震相关脉体的特征结构、流体来源和矿物沉淀环境的研究。结果表明,碎裂岩主滑移带由颜色结构不同的三层断层泥和细小的方解石条带组成,在主滑动带边部和上盘碎裂岩中则分别发育了指示震间期、同震期和震后期三个阶段断层活动的脉体:(1)沿阶步生长的纤维状方解石脉和拉伸型柱状颗粒方解石脉;(2)断层泥楔入脉;(3)近等粒状方解石脉以及具有横向竞争生长结构的非等粒状方解石脉和石英脉。它们分别代表了震间期封闭的还原环境下的微滑动、同震外源高压流体注入以及震后开放的氧化环境至还原环境下的矿物沉淀。碳氧同位素结果表明主滑动带和碎裂岩方解石脉δ^(18)O V-PDB值为-20.5‰~-20.3‰,低于围岩碳酸钙胶结物,表明方解石脉具有大气水来源特征。方解石沉淀温度结合地温梯度表明方解石脉的形成深度大于4km,与碎裂岩形成深度及龙门山断裂带震源深度一致。该地区方解石脉和石英脉的研究深化了关于龙门山断裂带孕震区流体行为的理解,并且对进一步认识震间期、同震期和震后期断层的强度变化机制具有重要意义。     

方解石双晶古温标基本原理及其利用——以川南上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组为例

我国西部盆地深层—超深层古老碳酸盐岩层系由于缺少传统古温标/地质热温度计,其盆地热史演化与古地温场特征备受争议。本文介绍方解石机械双晶形成演化机制及其与变形温度相关性,以川南地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组脉体方解石为例,结合流体地球化学和埋深热史过程恢复,表明方解石机械双晶能有效揭示五峰组—龙马溪组热史特征。方解石机械双晶具有双晶位错形成、双晶增厚和合并生长增厚的三个演化过程,导致方解石不同双晶结构（薄片、板状、锥状弧形等）分别形成于低于170 ℃、170~200 ℃和大于200 ℃环境,且伴随温度增大具有双晶密度减小、宽度增大的趋势特征。川南威远地区五峰组—龙马溪组发育典型板状方解石双晶,双晶宽度为1~4 μm、密度30~50 条/mm;长宁五峰组—龙马溪组方解石双晶宽度较大（约为3 μm）、密度较低（15~20 条/mm）。包裹体均一温度和埋深热史综合表明,长宁地区包裹体均一温度峰值为120~140 ℃、160~180 ℃和200~220 ℃,其埋藏热史明显大于威远地区,它们共同揭示长宁地区五峰组—龙马溪组相对威远地区具有较高的机械双晶形成环境温度。因而,方解石机械双晶形态几何学能够作为典型的古温标应用于我国西部古老深层碳酸盐岩层系热史研究。     

大青山逆冲推覆构造形成演化过程的流体证据

大青山逆冲断层带内热液脉体十分发育,按其产状可划分为充填脉和边缘脉。根据形成时间主要划分为3期:早期石英脉、中期石英脉和晚期方解石脉。早期石英脉中流体包裹体类型较为复杂,见有气液两相、含CO2三相、纯CO2及少量单液相等4种类型原生包裹体,分析表明流体主要来源于地壳深部或上地幔。中期石英脉中主要发育气液两相包裹体和少量单液相包裹体,流体主要来源于大气降水,并且有少量岩浆热液混入。晚期方解石脉内仅含有气液两相包裹体及少量的单液相包体,流体主要来源于层间建造水。根据逆冲变形事件期次、时间,结合热液脉体形成深度数据,确定了大青山逆冲推覆体系变形演化历史:印支期逆冲推覆事件发生在地壳7～8 km深度,燕山中期逆冲推覆事件发生在3～6 km范围内,而燕山晚期逆冲推覆事件发生近地表2 km范围内。     

方解石双晶纹C、T方位等密图在PC—1500A袖珍机上的实现——微型机在构造地质研究中的应用之六

根据方解石双晶纹动力学原理,建立地质构造的主应力方位是显微构造的重要内容之一。本文依据空间解析几何原理取代繁锁的赤平投影旋转操作、在PC—1500A袖珍计算机上绘制出方解石双晶纹C、T方位等密图并求出其极密产状。图件美观,组构形式易于判别,比手工提高效率10倍以上。该方法简便易学,易于推广。     

湖北大冶铁山矿区构造的岩组分析

本文采用了方解石光轴优选方位、e双晶C—T图法、以及两种用e双晶页理估算应力大小的动力学方法,对鄂东大冶铁山矿区的大理岩进行了岩组学的研究,根据所得资料的分析及相互印证,得出了若干结论。是一次运用岩组分析配合地区构造研究的尝试。     

4D modelling of fault reactivation using complete paleostress tensors from the Cooper–Eromanga Basin,Australia

Determining fault activity through time has typically utilised high-resolution seismic data to identify stratigraphic thickness changes or displacement vs distance plots; however, this approach is not possible in regions with low-resolution seismic data. We present a new approach for determining fault reactivation (tensile and shear) through time by integrating three-dimensional seismic data, geomechanical modelling and complete paleostress tensors from calcite twin stress inversion. The Cooper–Eromanga Basin is used as a case study to model the stress conditions present during six tectonic events that have affected the basin and, in doing so, constrain the effective paleostress magnitudes through time. Results show that the likelihood of dilation and shear reactivation of individual fault sets varies through time, with N–S- and E–W-striking faults likely to have been open to fluid flow after the critical moment in the hydrocarbon system. These results have substantial implications for hydrocarbon migration pathway models and structural and stratigraphic models for the Cooper–Eromanga Basin. This approach would benefit other provinces with low-resolution seismic data preventing fault growth analysis, or in regions where hydrocarbon migration pathways are poorly defined.     

石笋矿物类型、成因及其对气候和环境的指示

洞穴石笋的矿物组成分为方解石、文石和文石-方解石三种类型。本文总结了国内外已有的研究成果,并结合野外观测现象和数据,讨论了影响石笋矿物形成和转变的因素,分析了利用石笋矿物类型特征研究古气候和古环境变化的可行性。洞内滴水饱和度和滴水中Mg/Ca比值是影响石笋矿物类型的主要因素:当滴水Mg/Ca 比值较低（Mg/Ca＜1或<<1）时,滴水饱和度较低易形成方解石,而文石沉积则需要更高的滴水饱和度;当滴水Mg/Ca 比值较高（Mg/Ca≥1）时,方解石相对文石沉积需要更高的滴水饱和度。洞穴围岩镁含量高且滴水多而稳定的洞内环境是我国南方大量文石笋发育的主要原因。长期处于滴水淋滤环境的文石笋容易向方解石转变,但若滴水中Mg2+浓度较大,此转变过程会受到抑制。在围岩镁含量较低的洞穴中,干旱时期渗流水滞留时间长、滴水速率变慢,会造成滴水中Mg/Ca比值升高并引起文石沉积。因此,石笋矿物类型及矿物相转变可指示气候和环境的变化。      

海拉尔盆地贝尔凹陷基岩断层相关裂缝发育特征及模拟实验研究

海拉尔盆地基岩潜山油藏的发现拓宽了大庆油田外围油田勘探的领域,裂缝是贝尔凹陷基岩潜山油藏的主要储集空间之一。为查明潜山裂缝发育特征与分布规律,根据大量岩心观察统计资料,研究了裂缝类型、密度、宽度、充填期次等发育特征及基岩断层发育特征。研究表明,贝尔凹陷基岩发育3类断裂:即早期伸展断裂、早期伸展中期张扭长期活动断裂和早期伸展中期张扭晚期反转长期活动断裂。二者的几何学特征、距断层距离及成像测井资料均表明,裂缝主要是断裂构造活动过程中形成的,基岩断层活动的多期性造成了裂缝发育的复杂性。为验证断层对裂缝的控制作用,进行了物理模拟实验,实验结果表明,伴生裂缝主要发育于断层面两侧,距离断层面越远,裂缝密度变小,岩层厚度、断移速率、岩性变化、距断面距离等因素对裂缝发育均有一定的控制作用。     

云南白秧坪东矿区控矿断裂带构造岩的方解石组构

断裂带构造岩的方解石组构综合分析,可以推断构造活动的应力场方位,利用e双晶的C—T(C—压应力轴,T—张应力轴)图解推断古应力的方位,已为众多的地质学家在实践中引用。云南白秧坪东矿区推覆构造的华昌山断裂带和水磨房断裂带,是矿区的主要控矿构造,其构造岩的方解石及e双晶极点组构均显示点极密加环带的型式,大部分发育近岩组坐标c轴的光轴极密,代表光轴方向的压力导致沿岩组坐标ab面滑动;在C—T应力系统中,显示华昌山、水磨房断裂带晚期较强烈活动的应力场方位,主压应力方向为SE-NW向,主张应力方向为NE-SW向,断层以左旋运动为主;华昌山断裂带SE盘往NW方向逆冲,水磨房断裂带则由NW往SE方向反冲,与野外宏观构造分析吻合。     

How tightly does calcite e-twin constrain stress?

Mechanical twinning along calcite e-planes has been used for paleostress analyses. Since the twinning has a critical resolved shear stress at ∼10 MPa, not only principal stress axes but also differential stress can be determined from the twins. In this article, five-dimensional stress space used in plasticity theory was introduced to describe the yield loci of calcite e-twinning. The constraints to paleostress from twin and untwin data and from calcite grains twinned on 0, 1, 2 and 3 e-planes were quantified by using their information contents, which were defined in the stress space. The orientations of twinned and untwinned e-planes are known to constrain not only stress axes but also differential stress, D, but they loose the resolution of D if the twin lamellae were formed at D greater than 50–100 MPa. On the other hand, it is difficult to observe twin lamellae subparallel to a thin section. The stochastic modeling of this effect showed that 20–25% of twin lamellae can be overlooked. The degradation of the constraints by this sampling bias can be serious especially for the determination of D.     

Dynamic analysis of rough cleavage in the Martinsburg Formation,Maryland

Deformation lamellae in detrital quartz and twin lamellae in vein calcite are common in greywacke beds in the upper portion of the Martinsburg Formation near Williamsport, Maryland. These features are a product of the same stresses that resulted in the formation of rough cleavage. Dynamic analysis of the deformation lamellae and the calcite twins indicates that the cleavage formed normal to the maximum principal stress. In limb samples, the intermediate principal stress is parallel to the fold axis and the least principal stress plunges steeply in the cleavage plane. In most hinge samples the intermediate and least stress axes could not be differentiated and together define the cleavage plane. The lamellae developed during a period of high differential stress that accompanied flattening of early-formed buckle folds. The abundance of deformation lamellae and their development synchronous with the cleavage, demonstrates that intracrystalline deformation may be an important mechanism in the formation of rough cleavage.     

京张地区延矾盆地北缘活动断裂带桑园镇隐伏段综合地球物理及钻孔地层剖面研究

京张高铁预选路线跨越延矾盆地北缘活动断裂隐伏段,隐伏活动断裂的产状、活动性对高铁设计、建设和运营具有直接影响。针对盆地隐伏活动断裂的复杂性特征,利用可控源音频大地电磁测深(CSAMT)、浅层地震、高密度电阻率综合地球物理探测,以及钻孔地层剖面记录等方法,分析延矾盆地北缘活动断裂隐伏段特征,结果表明:(1)延矾盆地北缘活动断裂隐伏段由两条次级断层组成(F2-1、F2-2),二者大致平行分布,走向N56°E,倾角为50～70°,平面上,与地表出露段共同呈右阶雁列分布;(2)F2-1次级断层可分辨上断点埋深约10 m,其晚更新世以来垂直滑动速率大约0.12 mm/a,应是重大工程建设重点设防对象,次级断裂F2-2可分辨上断点埋深约30 m,晚更新世以来活动性弱;(3)通过钻孔地层剖面记录与地球物理探测成果对比,CSAMT法与浅层地震勘探对基岩顶界面探测可靠有效,高密度电阻率法对于该地区浅部第四系松散堆积物探测效果显著,比较直观地反映出电性异常体的形态和规模,通过综合地球物理探测,能够做到优势互补,减少隐伏活动断层解译的不确定性。