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。     

大陆构造变形与地震活动——以青藏高原为例

大陆内部构造变形和地震活动往往突显出复杂的、区域性的特征,很难用板块构造理论来解释。青藏高原是大陆构造变形的典型实例,具有不同构造变形的分区特征,不仅表现在物质组成、地形地貌和断裂组合等方面的不同,而且还表现出不同的地震活动特征。东昆仑断裂带以北的青藏高原北部地块,主要发育一系列挤压环境下的盆岭构造,表现为以连续变形为特征的上地壳挤压缩短变形;高原中北部巴颜喀拉地块,具有整体向东运动的特点,变形主要集中在其边缘,表现为刚性块体运动特征。在东部,由于稳定的四川盆地(扬子地块)的阻挡,位于龙日坝和龙门山断裂带之间相对坚硬的龙门山地区受到东西向强烈挤压,西部边界为伸展变形;在高原中央腹地羌塘地块西部,由于上地壳物质在向东挤出的驱动下不断变形,沿一系列小型正断层和走滑断层以伸展变形为主,表现为弥散型变形特征。相比之下,羌塘地块的东部向东-南东方向挤出,在大型走滑断层之间形成一个刚性块体;高原南部地块以东西向伸展的南北向裂谷系为主要变形特征,高原南缘以南北向挤压的大型逆冲断裂系为特征。历史地震和仪器记录的大地震(M≥8)只发生在高原东北和东南部的大型走滑带,以及东部和南部边缘的大型逆冲断裂上,沿后者更为频发。到目前为止,高原其他地区只发生了8级以下地震。青藏高原这种分区域的地壳变形形式和地震活动分布是大陆构造变形的重要特征。     

辽东湾坳陷东部新生代构造发育与成因机制

以三维地震资料为基础,刻画了辽东湾坳陷东部地区新生代断裂体系平面和剖面发育特征,对以断裂特征为主的构造样式进行了分析,并结合区域动力背景探讨了构造的发育演化与成因机制。结果表明:辽东湾凹陷东部古新世-渐新世的构造主要由NNE向的拉张正断层组成;渐新世时期以走滑构造样式为主,主干断裂附近出现走滑效应产生的增压区和释压区,同时发育似花状构造和多级“Y”字型构造样式,次级断裂多表现为NEE向的雁列状构造样式;新近纪时期断裂体系仍以雁列状断裂为主,发育共轭状剪切破裂以及“背形负花状”构造样式。构造特征体现了研究区新生代走滑构造系统与伸展构造系统的叠加改造过程,可以将辽东湾坳陷东部地区的构造演化阶段划分为古新世-始新世的弱走滑强拉张时期、渐新世的弱拉张强走滑时期以及新近纪的弱挤压弱走滑时期。      

2021年5月22日青海玛多MS 7. 4地震地表破裂带及发震构造

2021年5月22日2时4分,青海省果洛藏族自治州玛多县发生了MS 7.4级强烈地震,震中位于巴颜喀拉地块北部边界东昆仑断裂带以南约70 km左右(34.59°N,98.34°E),震源深度17 km.震后的野外现场考察表明,这次地震在海拔4200～4600 m的高原面上形成了一系列由张裂隙、张剪裂隙、剪切裂隙、挤压鼓包和裂陷等多类型破裂雁行状组合而成的复杂同震地表变形带,总体表现为左行走滑运动性质,局部略带正断分量.该破裂带主要沿东昆仑断裂带南部的江错断裂分布,整体呈N105°E走向,全长约151 km.根据破裂带的走向变化和阶区特征,可将其分为四段:西段、中西段、中东段和东段.其中西段分叉为南、北两支,北支破裂走向N112°E,呈不连续分布,长约18 km,南支走向N94°E,呈连续性分布,长约25 km,最大左行位错约2.9 m;中西段全长约52 km,主要由约22 km长、呈N109°E走向的连续分布的地表破裂与稍北分布约30 km长、不连续分布的两支破裂组合而成,最大左行位错约1.9 m;中东段为总体呈N104°E走向的不连续地表破裂,全长约51 km,其中包含长约20 km的破裂空区;东段分叉为北、中、南三支,北支为走向N84°E、长约23 km的连续性破裂,最大左行位错约1.8 m,中间一支为N110°E走向、长约14 km的不连续破裂,南支则表现为零星破裂及系列滑塌,走向N120°E,长约6 km.这种两端发育较大规模分叉的"扫帚"状同震地表破裂在青藏高原已发生的走滑型地震中尚未报道过.这次地震的发震断裂为江错断裂,该断裂向西延伸可与2001年东昆仑MS 8.1地震的发震断层昆仑山口断裂相接,表明昆仑山口-江错断裂带与北部东昆仑断裂带中东部的托索湖-玛沁断裂挤压弯曲段共同构成了巴颜喀拉地块北部的宽阔边缘断裂带,并与南部的玉树-甘孜-鲜水河断裂带协同运动,共同调节着巴颜喀拉地块向东的运动和形变.由于东昆仑断裂带东部的玛沁—玛曲段是历史地震空区,因此可能是未来强震发生的区段.同时需要考虑到近20多年以来,巴颜喀拉地块周缘的强震活动具有跳跃性特征.因此,在未来的强震危险性评价中,应重点关注巴颜喀拉地块北边界带中东段玛沁—玛曲段和南部边界带鲜水河断裂带等的强震活动性及危险性.     

渤海海域辽中南洼压扭构造带成因演化及其控藏作用

在三维地震资料详细分析解释的基础上,利用水平相干切片和不同方向地震测线对辽中南洼压扭构造带的发育特征 进行了分析,进一步结合地层发育及应力场特征对压扭构造带的成因演化进行了研究,在此基础上探讨了其对油气成藏的 控制作用。结果表明：辽中南洼压扭构造带的形成演化受控于NNE向展布的辽中1号和中央走滑断裂,两条断裂主要表现 为伸展-走滑性质,平面上表现为弯曲的“S”形,且构成左阶排列。辽中南洼的古近纪早期的伸展沉降与后期走滑断裂派 生的挤压应力是压扭构造带形成演化的主要控制因素,古近纪孔店-沙三期辽中南洼伸展沉降,沙三末期的构造变革使得 压扭构造带开始形成,古近纪晚期（Ed） 辽中1号和中央走滑断裂表现为强烈的右旋走滑,两条断裂的左阶排列以及中央 走滑断裂的“S”形弯曲在压扭构造带派生出构造挤压应力。此后,古近纪末期东营运动以及新近纪末期渤海运动的构造挤 压对其进行了改造,压扭构造带下凹上凸,古近系东营组和新近系地层弯曲上拱。压扭构造带成藏条件优越,作为主要封 堵断层的中央走滑断裂“S”形外凸增压部位断裂带紧闭、封堵能力强,有利于形成大中型油气藏。     

渤海海域渤南地区新生代断裂体系与盆地演化

利用现今丰富的三维地震资料,将地震剖面解释与相干切片分析相结合,对渤海海域渤南地区断裂发育与盆地结构 进行研究,明确了断裂体系及构造演化特征。结果表明：新生代郯庐断裂渤南段可分为东、中、西三支,并与受郯庐走滑 断裂影响的近EW向、NW向和NE向主干断裂体系共同组成了渤南地区网格状的构造格局;而区域应力背景的改变导致渤 南地区走滑和伸展作用的强弱发生了变化,使得构造演化可划分为左旋走滑-强伸展、右旋走滑-强伸展和弱走滑-弱伸展 三个阶段,第一阶段孔店组~沙四段郯庐断裂东支强烈活动,中支和西支活动微弱,NW向和近EW向大断裂活动形成了黄 河口凹陷和莱州湾凹陷的盆地格局;第二阶段沙三段~东营组走滑断裂三支及其他方向主干断裂均活动,NE向和近EW向 次级断裂开始发育,各盆地持续性伸展断陷;第三阶段馆陶组-明化镇组右旋走滑减弱,郯庐断裂中支和西支发育呈一系 列NE向雁列断层,东支及其他方向主干断裂附近次级小断层继续增多,各盆地转为了整体的坳陷。     

断裂带中方解石脉显微结构、地球化学和年代学研究:藏南亚东裂谷带古地震记录

断裂带中的方解石脉作为流体的直接记录,保存了丰富的断层活动信息。亚东裂谷是藏南地区南北向裂谷系中一条具有区域规模的大型裂谷,自北向南分别为热隆、涅如堆以及帕里次级裂谷。本文在涅如堆地堑南、北部和帕里地堑北部裂谷断层选取三个采样点,对沿断层发育的方解石脉进行研究,揭示了脉体与地震活动的关系、流体来源以及古地震发生时间。显微结构观察显示,方解石脉主要具有块状和拉长块状结构,分别代表了同震快速沉淀以及震后的同构造期沉淀。涅如堆地堑北部方解石脉具有Eu元素正异常以及高⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值的热液特征,异常轻的碳氧同位素值显示出地幔流体和大气水贡献。涅如堆地堑南部和帕里地堑北部方解石脉具有Ce和Eu负异常以及Y正异常的低温特征,与区域内灰岩相近的δ¹³C和⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值反映了围岩来源,偏负的δ¹⁸O表明同样存在大气水贡献。方解石的地球化学特征反映了裂谷断层切割深度大,在断层活动期间能够沟通不同深度域的流体。断层亚东裂谷涅如堆段方解石脉铀系测年结果为距今679±129ka,帕里段北部结果为距今544±26ka、444±15ka和408±13ka,由于以上样品均具有同震或同构造期的内部结构特征,因此测年结果代表了地震活动时间。结合涅如堆段发育的断层三角面高差,计算出裂谷断层中更新世以来的E-W向伸展速率为0.17~0.24mm/yr,小于晚更新世以来0.8±0.3mm/yr的伸展速率,以及GPS观测的伸展速率6mm/yr。即中更新世以来,亚东裂谷涅如堆段断层活动速率逐渐增大。该地区断裂带中广泛发育的方解石脉能够为基岩区的断层活动和古地震研究提供宝贵的资料。