小江断裂带断层泥的基本力学性质

本文简要地叙述了研究断层泥力学性质的意义和方法。对小江断裂带的断层泥进行了实验研究。得到的体积模量为10~4巴的量级,杨氏模量为10~2—10~3巴,粘滞系数为10~(10)—10~(12)泊,抗压强度为数巴至数十巴,抗剪强度为数巴,纵波速度为1.9公里/秒左右。     

红河断裂带断层泥基本力学性质的初步研究

本文对红河断裂带断层泥的某些基本力学性质进行了实验研究,得到红河断层泥的体积压缩模量为104巴的量级,杨氏模量为102—103巴的量级,泊松比为0.3—0.4,单轴抗压强度由数巴至数十巴,单轴抗剪强度为数巴,粘滞系数为1010—1011泊的量级,弹性波速为1.5—2.2公里/秒。对比红河断裂带南北两段断层泥的力学性质,看出南段断层泥的体积压缩模量,杨氏模量、抗压强度、粘滞系数和弹性波速比北段断层泥高。此外,南段断层泥弹性波速基本上各向同性而北段断层泥弹性波速显示出各向异性。      

断层泥力学性质与含水量关系初探

断层泥是影响断层运动的重要地质因素。研究它的力学性质和影响其力学性质的各种因素具有重要的意义。本文利用最近完成的我国五大断裂断层泥基本力学性质的实验结果,分析了含水量对断层泥力学性质的影响。发现断层泥的粘滞系数、杨氏模量、抗压强度和残余体应变均随含水量的增加而明显地减小。断层泥的韧度随含水量的增大而增大。断层泥的体积模量、弹性波速和抗剪强度与含水量的关系不明显。天然断层泥是粘土、断层碎屑和水的混合物,水在其中的作用比水对岩屑或粘土本身的作用更复杂。强调了对天然断层泥进行实验研究的重要性     

中国五条断裂断层泥力学性质的初步研究

本文概述了红河断裂、沂沭断裂、海原断裂、富蕴断裂和鲜水河—小江断裂等五条断裂断层泥的力学性质的实验研究。在五条断裂现场采集了75种断层泥样品并进行了粘土含量、含水量、密度、体积模量、杨氏模量、粘滞系数、抗压强度、抗剪强度和弹性波速度等九种断层泥性质参数的测量,取得了693个数据,使我们对我国断层泥的力学性质有了初步的了解。     

我国天然断层泥力学性质研究的进展

近5年来,我国广泛地开展了天然断层泥力学性质的研究,并取得了明显的进展。在实验中,对天然断层泥的多种力学参数进行了研究,同时还在现场进行了某些力学量的测量,取得了系统的实验数据。这些数据对活动断裂的研究具有参考价值。本文简要地介绍了我国天然断层泥力学性质研究的特点及其进展情况,并提出了今后进行断层泥研究应考虑的几方面的问题。     

天然断层泥不稳定变形的实验研究

在强烈地震活动带,一般都伴随着规模宏大的活动断裂。活动断裂带内又广泛地发育着断层泥。因而研究断层泥的力学性质对研究断裂的发育、地震的活动、乃至工程的稳定性都有着重要意义。 在岩石破裂实验中,所谓不稳定性是指伴有突然应力降的力学行为,既包括完整岩石     

安丘—莒县断裂小店—大店段断层活动证据及断层泥分布特征初步研究

郯庐断裂带最新活动的断层分布于潍坊至嘉山一带, 而安丘—莒县断裂是郯庐断裂带的重要活动断裂之一。 基于地质考察、 高密度电法探测和钻孔联合剖面, 对安丘—莒县断裂小店—大店段断层活动证据及断层泥分布特征进行研究。 地质考察发现紫红色砂砾岩逆冲到全新世耕植土上方, 两者之间发育断层泥带, 断层泥内含少量角砾岩, 为全新世活动逆断层。 高密度电法探测结果表明断层通过位置电阻率差异明显。 钻孔联合剖面揭露的地层: 全新世耕植土、 全风化砂质泥岩、 强风化砂质泥岩、 碎裂岩、 断层泥带及中风化砂质泥岩。 钻孔K1和K2揭露深灰色断层泥带, 倾向西, 倾角约为74°, 厚度约为13.9 m, 与南侧出露的断层泥带产状相协调。 工作区范围内, 发育多处褶皱、 破碎带和断层泥带, 断层表现为全新世逆断层性质。     

断层泥与断层滑动方式

国内外学者的研究表明断层泥对断层滑动方式有着重要影响。断层的滑动方式又与地震的孕育和发生过程紧密联系。研究断层泥与断层滑动方式的关系是很有意义的。一、非粘土断层泥的研究 Shimamoto和Logan(1981)[1]在缩短率为2×10~(-4)cm/s,围压可高至300Mpa,室温干燥条件下的三轴装置中,研究了不同种类非粘土断层泥对砂岩模拟断层滑动方式的     

破碎带的矿物成分对断层位移测量的影响

断层位移测量是取得断层现今活动数据及探索地震前兆信息的重要手段。目前国内已在一些活动断裂布置了长期观察台网,有些测点是布置在断裂破碎带上。破碎带往往含有断层泥,断层泥的成分与原岩性质有关。断层泥中除原岩的破裂碎块及碎屑以外,常常还有一定数量的新生的粘土矿物。粘土矿物是伴随断裂活动而形成。粘土矿物种类繁多,性质各异,从膨涨性质来看,可分为膨涨和不膨涨两种。例如蒙脱石、柯绿泥石等     

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.     

海原断裂带老虎山段断层岩磁学研究及其构造意义

断层岩,尤其是断层泥的磁性异常近年来被研究人员广泛关注,但关于其磁性异常的形成原因尚没有统一的解释．海原断裂是青藏高原东北缘一条重要的走滑断裂,前期研究发现海原断裂带景泰段出露有数十米至上百米的断层岩,是理想的研究材料．本研究选取海原断裂带景泰段老虎山山前一个断层岩剖面作为研究对象,拟通过测量断层岩的磁化率（χ）、非磁滞剩磁（ARM）、饱和等温剩磁（SIRM）、等温剩磁（IRM）以及磁化率随温度变化曲线（χ-T曲线）等磁学参数并结合粒度、碳含量、X射线衍射（XRD）等分析方法来探究海原断裂带老虎山段不同颜色断层岩的磁性特征及其形成机制．磁学研究显示黑色、红色及杂色断层泥相较于围岩和破碎带显示了低磁性,尤其是黑色断层泥,其磁化率值均小于10×10~(-8 )m~3·kg~(-1)．碳含量及矿物相分析结果指示黑色断层泥与断裂带附近石炭系煤层具有相似的矿物相组成,结合相似的χ-T曲线推断石炭系煤层为黑色断层泥的母岩．石炭系煤层经断层活动卷入断层,在断层强烈剪切摩擦作用下不断细化,形成伊利石等黏土矿物,并促使一部分顺磁性含铁硅酸盐矿物或其他含铁矿物发生化学变化形成亚铁磁性矿物,使得黑色断层泥的磁化率较其母岩石炭系煤层有一定升高．通过黑色断层泥的铁磁性磁化率结合χ-T曲线计算获得断层泥所经历的最高温度约为420℃,不超过450℃．老虎山段厚层碳质断层泥的存在为该地区发现的浅层蠕滑现象提供了一种解释．     

断层泥在粘滑机制中的作用

介绍了断层泥的物理特性和力学性质,并对粘土断层泥的矿物成份、围压条件、含水量等与断层粘滑的关系进行了评述。     

鲁西北西向断裂的断层泥及其地震地质意义

对鲁西北西向断裂的断层泥进行了较系统的研究。通过对断层泥的宏观特征、断层泥中石英碎砾的表面结构特征和断层泥的成熟度的研究,确定了断裂活动的地质时代、运动方式、破裂形式和活动度,并对断层泥的地震地质意义进行了讨论     

岩石高速摩擦实验的进展

文中简述了地震动力学国家重点实验室近年来在岩石高速摩擦实验方面的进展。为了深化断层与地震力学研究,实验室建设了一套旋转剪切低速-高速摩擦实验装置,可开展滑动速率介于板块运动速率(cm/a量级)至地震滑动速率(m/s量级)的岩石摩擦实验,其中高速摩擦性能填补了实验室的技术空白。以此为依托,围绕汶川地震断层带力学性质研究,开展了一系列高速摩擦实验。结果表明,龙门山断裂带断层泥的高速摩擦性质具有一致性,其高速滑动下显著的滑动弱化必定在汶川地震中极大地促进了破裂的扩展;断层弱化的主导机制是与摩擦生热相关的过程,包括凹凸体急速加热弱化和热压作用;断层泥在经历高速滑动弱化之后摩擦系数可在5~10s内恢复0.4,断层强度的快速恢复是同震主破裂带余震减少的原因之一。基于对实验装置现状和现有成果的分析,展望了近期实验室岩石高速摩擦的发展方向。     

阿尔金断裂东段断层泥特征及断层滑动方式

本文用扫描电镜、X衍射等方法对阿尔金断裂东段断层泥的特征、断层活动强度及断层滑动方式进行了研究,获得了如下结论: (1)阿尔金断裂东段的活动强度自晚更新世以后,由西往东逐渐减弱。(2)该断裂东段在第四纪以来至少发生过2—3次古地震事件。(3)全新世以来,该断裂的肃北至阿克塞一段以粘滑为主,而东边的巴个峡至昌马大坝之间断裂的滑动方式则为蠕滑。     

可可托海——二台断层带断层泥力学性质的实验研究

沿新疆可可托海—二台断层采集了断层泥,分析了断层中碎屑和粘土含量的比例。在100—300Mpa围压下测定了断层泥的力学性质,并就它们与断层粘土含量和水含量的关系进行了讨论。 1931年在新疆可可托海—二台断层中部不连续段卡拉先格尔发生了8级强震,沿断层发生了十几米的右旋水平错动。由于新疆气候干旱,人烟稀少,使这个五十多年前发生的地震遗迹得以保存。在新疆地震局的协助下,1984年部分作者沿这条长达200公里的地震断层进行了野外考查,并在一些部位采集了断层泥样品。本文着重提供断层泥的性质以及不同围压下的强度。由于断层泥是断层活动的产物,但又影响断层带的力学性质,故可在分析地震发生条件时参考。     

断层岩气体渗透率及Klinkenberg效应

在围压2~40MPa变化范围内,以恒流法多次变化上游压力测量了以断层岩为主的样品的气体(N2)渗透率,将实验结果进行了Klinkenberg效应校正。对实验数据的拟合分析表明,滑脱因子b值与绝对渗透率kl存在b=λkl-d形式的幂律关系,断层岩符合b=0.004 6kl-0.476的变化关系。与沉积岩相比,断层岩的气体滑脱效应更强,采用气体测量渗透率时,其滑脱效应不能忽略。断层岩气体渗透率和绝对渗透率与测量所用的孔隙压力间的关系为kg/kl=1+(0.009 2kl-0.476)/(Pu+Pd)。结果表明样品渗透率越低,滑脱效应越强,提高孔隙压力,滑脱效应逐渐减小;对于高渗(10-15m2~10-18m2)的样品,高孔隙压力下(4MPa以上)的气体渗透率与绝对渗透率基本一致,对于超低渗(10-22m2~10-20m2)的样品,即使提高孔隙压力亦很难避免滑脱效应。在40MPa有效压力下断层泥样品的绝对渗透率为4.54×10-19m2~2.43×10-17m2,角砾岩的绝对渗透率较断层泥高出1~2个数量级,为2.25×10-17m2~7.94×10-16m2,表明汶川地震断层带具有核部低、破碎带高的渗透结构,断层带核部具备热压作用发生所要求的低渗条件。     

断层泥粒度成分的分形研究

用分形理论分析了断层泥粒度成分的分形结构特征，其分维在２～３之间，平均值为２．８左右。分维可作为定量描述断层泥粒度成分的参数，分维值高的断层泥，自组织程度高，其形成演化处于高级阶段。探讨了断层泥的分维及其物理力学性质指标和断层运动特征的关系     

海原活动断裂中断层泥的特征、成因及其对断层滑动性能的影响

本文对海原断裂的断层泥的各类特征进行了系统的研究,分析了断层泥带内部的小型断裂类型,探讨了断层泥组分的有机地球化学意义。通过对比,确立了石英碎屑表面机械作用成因的电子显微构造特征组合为活断层的判别标志。本文将石英碎屑表面电子显微溶蚀构造分为五类,据此分析了断层活动时期和状态。研究中还发现了断层泥带内部电子显微结构类型,进而分析了断层活动与微结构、粒度分布间的关系。最后还讨论了断层泥形成演化过程以及断层泥对全新世以来断层滑动性能影响及其与地震活动的关系     

道孚地震地裂缝特征与震区的断层运动

伴随强震的发生,震区常出现断层运动直接诱导的地表形变带(地震地裂缝)。它们的力学性质和展布格局为断层运动的研究提供重要的线索。本文根据道孚地震地裂缝的力学性质、组合规律和分布特征的分析,认为道孚地震的地表形变带是鲜水河断裂突然左旋运动并突然终止的结果。