龙门山逆冲带假玄武玻璃在其形成及后期抬升过程中的化学变化

假玄武玻璃作为地震断层摩擦熔融的产物记录了断层带内地震破裂的相关信息,是认识断层带形成过程及其活动历史的重要物质组成。钻探获取的地下深部的断层岩样品,免受地表物理化学风化,相对较为新鲜,能够提供更接近其形成时的相关信息。本文以龙门山映秀—北川断裂带南段彭灌杂岩中发育多期假玄武玻璃为研究对象,应用扫描电镜、微区X射线荧光光谱(μXRF)岩心扫描仪以及布鲁克M4 TORNADO高性能微区X射线荧光光谱仪等仪器对虹口八角庙地表和汶川地震断裂带科学钻探(WFSD)岩心中发育的假玄武玻璃的化学组成进行对比研究。显微结构特征表明这些假玄武玻璃为地震断层快速滑动摩擦熔融的产物。化学元素对比分析结果显示,熔融物形成于高温还原环境下,其化学性质以高Fe、Ti、K值,低Si值为特征,并具高磁化率值的物理性质。地表假玄武玻璃经受表生流体作用,化学性质发生明显变化,以低K、Ti值和出现含Ca元素的新生矿物为特征。同时岩心中来自较深断层带的多期假玄武玻璃的成分差异也表明,大气水和地表水已沿断层带侵入到了585m以下或更深部位。因此在应用假玄武玻璃对地震断层瞬时滑动环境进行判断时需谨慎,应考虑其后期化学成分变化等造成的各种影响。     

龙门山汶川-茂县断裂带的岩石磁学特征及其地震作用的指示意义

汶川-茂县断裂带是龙门山后山断裂,是松潘-甘孜褶皱带与龙门山断裂带之间的边界断层,然而,在2008年M_W 7.9级汶川大地震中并没有发生破裂。同时,汶川-茂县断裂带在汶川地震之前是否发生过历史大地震仍缺少确切的证据。这不仅制约着汶川地震发生机制的认识,而且还影响对龙门山形成演化过程的理解。因此,确定汶川-茂县断裂带的断裂作用环境对于认识龙门山断裂带的地震发生机制至关重要。断裂岩的岩石磁学可以有效地揭示断裂带的物理和化学环境。本文以汶川-茂县断裂带北部地表露头的断裂岩为研究对象,通过岩石磁学研究,并结合显微结构观察和地球化学分析,探讨汶川-茂县断裂带的断裂作用环境。断层泥和断层角砾岩最大磁化率值分别约为围岩的30倍和15倍,具有高磁化率值特征。断层泥的主要载磁矿物为磁铁矿、磁黄铁矿、针铁矿;断层角砾岩的主要载磁矿物为磁黄铁矿、针铁矿。断层泥的高磁化率值异常的主要原因是围岩中的含铁矿物在地震摩擦热和流体作用下新生成磁铁矿和磁黄铁矿。断层角砾岩的高磁化率值异常是围岩在含有大量硫元素的低温热液流体作用下生成了磁黄铁矿。大量针铁矿指示了震后期还原性的低温热液流体作用。断裂岩的高磁化率值异常和新生磁铁矿指示了汶川-茂县断裂带曾经发生了摩擦热温度>500℃的大地震活动,发震和震后期均为还原性的硫元素含量较高的低温热液流体环境。

     

新疆富蕴可可托海—二台断裂带中假玄武玻璃及其围岩的年代学研究

发育在新疆富蕴可可托海—二台断裂带中的假玄武玻璃是古地震断裂快速滑移形成的构造岩。地质产状、显微构造研究表明,这些假玄武玻璃主要由发生重结晶的玻璃质熔融体形成。假玄武玻璃基质的全岩40Ar/39Ar阶段升温方法主阶段和KAr年龄分别为282.8±3.8 Ma和276.4±7.4 Ma。假玄武玻璃所在母岩（黑云母花岗岩和钾长花岗岩）的锆石U-Pb年龄分别为390.4±1.0 Ma和396.3±0.1 Ma,表明二台断裂带中的假玄武玻璃是在二叠世早期形成的,也说明二台断裂带古地震活动至少可以追溯到晚古生代（早二叠世早期）。尽管二台断裂带是现今仍然活动的地震构造带,但目前所见到的假玄武玻璃是早二叠世时期古地震活动的产物。1931年的富蕴80级地震仅仅是沿着二台断裂带发生的多次构造活动的一次活动,与假玄武玻璃之间没有成因上的联系。     

龙门山造山带的早期活动及其对造山作用的启示

2008年汶川地震后,在映秀-北川同震地表破裂带南段虹口乡八角庙地区发现有假玄武玻璃出露于~240m宽的断裂带内,代表了断裂带以往地震和断裂活动的直接产物。这套假玄武玻璃的高温熔融成因得到了元素地球化学和熔融结构的证实。玻璃基质、蚀变矿物和碎屑斑晶的化学分析显示假玄武玻璃继承了碎裂岩/超碎裂岩围岩的主要化学成分,除石英外,主要由长石和云母两种端员组分选择性熔融形成,并呈现出了化学组分分布的不均一性。假玄武玻璃的锆石U-Pb和玻璃基质~(40)Ar/~(39)Ar定年结果证实映秀-北川断裂的古地震发生于229~216Ma的中-晚三叠世,并具有11~14km的震源深度,表明映秀-北川断裂的早期活动始于印支期的造山运动。伴随着印支造山运动的发生,龙门山断裂带形成了其初始构造框架,并对之后的构造演化产生了深远的影响。     

黄铵铁矾形成条件的实验研究及其环境意义

黄铵铁矾的化学合成实验表明,调整到合适的pH值及介质浓度,常温常压下可以实现黄铵铁矾的快速形成。影响黄铵铁矾形成的主要因素包括pH值、温度及硫酸铁介质的浓度。常温下,当pH值在2.6~3.10时,24小时内即有黄铵铁矾沉淀出现,两天内则有大量黄铵铁矾生成;在90℃左右时,形成黄铵铁矾的溶液pH值范围增大至1.20~3.10,而且在该范围内,pH值越大越利于黄铵铁矾的形成。高硫酸铁浓度有利于黄铵铁矾的形成;硫酸铁浓度较高(大于0.05M)时,形成较纯的黄铵铁矾矿物;而低浓度时,生成的黄铵铁矾常常含有水绿矾及胶体状的红色无定形羟基硫酸铁杂质。黄铵…     

映秀-北川断裂的地表破裂与变形特征

2008年5月12日在龙门山映秀北川断裂带发生的8.0级特大地震,属于逆冲—走滑型地震。本文以地表破裂为切入点,在映秀北川断裂的关键部位开展了详细的野外地貌测量,标定了映秀北川断裂带的垂向断距和水平断距,结果表明映秀北川断裂的地表破裂带从映秀向北东延伸达180~190 km,走向介于NE30°~50°之间,倾向北西,地表平均垂向断距为2.9 m, 平均水平断距为3.1 m;地表最大错动量的地点位于北川县擂鼓镇,垂直断错为6.2±0.1 m,水平断错为6.8 ±0.2 m , 逆冲分量与右行走滑分量的比值为3∶1~1∶1,表明该断裂以逆冲—右行走滑为特点,逆冲运动分量略大于或等于右行走滑运动分量。根据近南北向的分段断裂可将映秀北川断层的地表破裂带划分为两个高值区和两个低值区,其中两个高值区分别位于南段的映秀—虹口一带和中北段的擂鼓—北川县城—邓家坝一带。基于保存于破裂面上的擦痕,我们将该地震破裂过程划分为两个阶段,早期为逆冲作用,晚期为斜向走滑作用。     

2008年汶川地震断裂带北东段南坝地区岩石特征与内部结构

龙门山断裂带中的映秀-北川断裂带是2008年汶川地震的主发震断裂,它具有斜冲断裂的运动学特征（逆冲兼右旋走滑）,其中南西段映秀断裂带以逆冲为主,而北东段北川断裂带以右旋走滑为主。断裂带的物质组成和内部结构的研究,有利于深入认识断裂活动性质、构造变形行为和地震发震机制。本文以出露于映秀-北川断裂带北东段南坝地区的断裂岩为研究对象,通过野外地质调查、显微构造观察、XRD和μXRF等多种分析手段,探讨映秀-北川断裂带北东段的岩石组成和内部结构。研究表明发育于寒武纪粉砂质板岩中的断裂带宽度约30m,断层中心发育厚20~40cm的黑色断裂物质,2008年汶川地震的同震位移沿黑色物质层中厚约10mm滑动带滑动。断层NW侧和SE侧表现出近于对称的结构特征,两侧的角砾岩宽~4m和~3m,破碎带宽~10m和~12m。黑色断裂物质中石英含量30%~50%,长石含量18%~25%,黏土矿物总含量30%~36%,主要由伊利石、伊蒙混层和绿泥石组成,少有蒙脱石。XRD结果显示黑色断裂物质具有非晶质成分特征,SEM观测结果可见熔融结构特征,显微结构与μXRF结果呈现后期流体作用明显,其表明黑色断裂物质主要由古地震滑动形成的假玄武玻璃蚀变而成,并发育不同蚀变程度的多期假玄武玻璃。上述研究揭示出断裂摩擦熔融是汶川地震断裂带北东段南坝地区的重要动态弱化机制,其内部结构和岩石特征与南西段映秀断裂带具有明显的差异。     

青藏高原碰撞造山背景造山型金矿床:构造背景、地质及地球化学特征

青藏高原碰撞造山背景下形成了雅鲁藏布江缝合带及哀牢山造山带两条造山型金矿带。雅鲁藏布江缝合带包含马攸木、念扎、邦布及折木朗金矿等;该矿带形成于拉萨地块及特提斯喜马拉雅地层序列地壳初始缩短加厚的背景(59~44Ma),与林子宗火山岩和高压变质岩同期形成。控矿构造主要以EW向展布。金以自然金形式赋存在石英硫化物脉及石英脉两侧以绿片岩相变质为主的千枚岩及板岩中。哀牢山造山带包含镇沅、金厂、大坪及长安金矿等,主要形成于35~26Ma,成矿背景为区域发生大规模走滑剪切,矿区内分布有成矿前期的煌斑岩及富碱斑岩。控矿构造主要以NW-SE向展布,围岩变质级低于雅鲁藏布江缝合带。C-S-H-O-Pb同位素变化较大,整体雅鲁藏布江缝合带及哀牢山造山带造山型金矿成矿流体主要来源于深部地幔流体、围岩地层的变质流体及岩浆流体,成矿围岩的差异性也会导致同位素的变化性。     

阿尔泰造山带南缘基性杂岩的形成背景及其动力学含义

新疆北部阿尔泰造山带南缘出露-套基性杂岩,它们呈透镜状存在于晚古生代片麻状花岗岩中。阿拉尕克基性杂岩的~40Ar/39~Ar坪年龄为262．7±1．1Ma。基性杂岩的地球化学分析结果显示阿勒泰阿拉尕克、塔尔浪乡样品的轻、重稀土元素基本上没有发生分异,富蕴县乌恰沟基性岩的轻、重稀土元素发生了中一弱的分异；在微量元素特征方面,富集Th、Rb。通过地球化学图件判别,认为该基性杂岩形成于海山的构造环境。结合前人获得的花岗岩锆石SHRIMP的年代集中在400～410Ma左右,而花岗岩~40Ar/39~Ar坪年龄为240Ma左右,作者认为基性杂岩的~40Ar/39Ar坪年龄代表了晚二叠世时期的一次构造事件的年龄,基性杂岩寄生于花岗岩中是通过构造混杂作用实现的。在此基础上,提出了形成过程的两个阶段,即：晚古生代早期的俯冲阶段,为花岗岩与含海山玄武岩的增生楔形成阶段,晚二叠世的强烈碰撞阶段,导致花岗岩和增生楔物质的变形和构造混杂。     

芦山地震发震构造及其与汶川地震关系讨论

芦山地震发生在巴彦喀拉块体与华南块体之间龙门山推覆构造带南段。野外考察表明,芦山地震在震中区没有形成具有构造地质意义的地震地表破裂带,仅在各山前陡坡地带出现平行于山麓陡坡的张性地裂缝、山地基岩崩塌、滑坡等边坡震动失稳现象和震动引起的砂土液化现象。重新定位的芦山地震余震分布、震源机制解和地表构造地质等分析表明,芦山地震的发震断层为一条现今尚未出露地表、其上断点仍埋藏在地下9 km以下地壳中的一条盲逆断层,走向212°,倾向NW,倾角38°±2°,上断点以上至地表的构造变形符合断层扩展背斜模型。根据汶川地震和芦山地震的余震空间分布、地震破裂过程、深浅构造关系等差异反映出它们是分别发生在龙门山推覆构造带中段和南段的两次独立地震破裂事件。     

鄂尔多斯镇原地区下白垩统砂岩地球化学特征及其对物源区、构造背景的指示

本文通过对鄂尔多斯盆地镇原地区下白垩统砂岩进行主量元素、微量元素及稀土元素REE等地球化学分析, 就下白垩统砂岩的沉积再循坏特征、化学风化及其构造背景和物质来源等展开讨论。研究表明: ① 下白垩统洛河组、环河组和罗汉洞组的物源主体上具有相似性, 且在构造背景、物源区及物源特征上有良好的继承性。物源区总体具有富石英、富方解石胶结物、钾长石或富钾矿物较斜长石多的特点, 罗汉洞组较环河组和洛河组硅质更高、方解石胶结物更少、质更纯。稀土元素REE配分模式曲线一致, 轻重稀土分馏明显, 富集大离子亲石元素Ba、Pb、Sr和轻稀土元素, 亏损高场强元素Nb、Ta、Th、Y等,自下而上随着地层变新, 沉积岩中总的稀土含量有变小的趋势, 重稀土元素分馏程度减小; ② 研究区下白垩统砂岩原始物质主要为长英质与基性岩混合岩 (如中酸性侵入岩、长英质变质岩)及部分沉积岩。研究区大部分沉积物是鄂尔多斯盆地西南缘逆冲推覆带母岩风化剥蚀的产物搬运至此沉积形成, 系首次沉积的物质, 少数沉积物 (即风成砂)为就地再次搬运堆积形成, 系再循环沉积物质; ③ 在构造背景上具有以被动大陆边缘构造环境占主要优势的特点。碎屑物主要来源于陆块源区, 其次来源于再旋回造山带和混合源区。     

The Deep Geophysical Structure of the Middle Section of the Longmen Mountains Tectonic Belt and its Relation to the Wenchuan Earthquake

Investigation of the deep geophysical structure of the Longmen Mountains tectonic belt and its relation to the Wenchuan Earthquake is important for the study of earthquakes. By using magnetotelluric sounding profiles of the Luqu–Zhongjiang and Anxian–Suining; seismic sounding profiles of the Sichuan Maowen–Chongqing Gongtan, the Qinghai Huashi Gorge–Sichuan Jianyang, and the Batang–Zizhong; and magnetogravimetric data of the Longmen Mountains region, the deep geophysical structure of the Songpan–Ganzi block, the western Sichuan foreland basin, and the Longmen Mountains tectonic belt and their relation was discussed. The eastward extrusion of the Qinghai–Tibet Plateau thrusts the Songpan–Ganzi block upon the Yangtze block, which obstructs the eastward movement of the Qinghai–Tibet Plateau. The Maoxian–Wenchuan, Beichuan–Yingxiu, and Anxian–Guanxian faults of the Longmen Mountains fault belt dip to northwest with different dip angles and gradually converge in the deeper parts. Geophysical structure suggests that an intracrustal low-velocity, low-resistivity, and high-conductivity layer is common between the middle and upper crust west of the Longmen Mountains tectonic belt but not in the upper Yangtze block. The Sichuan Basin has a thick low-resistance sedimentary layer on a stable high-resistance basement; moreover, there are secondary paleohighs and depression structures at the lower part of the western Sichuan foreland basin with characteristic of high magnetic anomalies, whereas the Songpan–Ganzi block has a high resisitivity cover of upper crust and continues to a low-resistance layer. Considering the Longmen Mountains tectonic belt as the boundary, there are Bouguer gravity anomalies of "one belt between two zones." Thus, we infer that there is a corresponding relation between the inferred crystalline basement of the Songpan block and the underlying basin basement of the Longmen Mountains fault belt. Furthermore, there may be an extensive ancient Yangtze block, which is west of the Ruoergai block. In addition, the crust–mantle ductile shear zone under the Longmen Mountains tectonic belt is the main fault, whereas the Beichuan–Yingxiu and Anxian–Guanxian faults at the surface are earthquake faults. The Wenchuan Ms 8.0 earthquake might be attributed to the collision of the Yangtze block and the Qinghai–Tibet Plateau. The eastward obduction of the eastern edge of the Qinghai–Tibet Plateau and eastward subduction of its deeper part under the influence of the collision of the Indian, Pacific, and Philippine Plates with the Eurasia Plate might have caused the Longmen Mountains tectonic belt to cut the Moho and extend to the middle and upper crust; thus, creating high stress concentration and rapid energy release zone.     

龙门山中段彭灌断裂带汶川Ms8.0地震同震破裂断层识别及其浅、表构造特征

2008年汶川Ms8.0地震在龙门山中段的彭灌断裂带产生的地表破裂,是该地震产生的第二大地表破裂带.综合应用地质、钻井以及二维、三维地震数据,利用横贯前山带的多条人工地震反射剖面,对彭灌断裂带产生同震破裂的断层进行准确识别和解释.研究表明,龙门山中段的彭灌断裂带是一套由3条主要断层和次级广泛发育的断裂组合构成,浅层表现...     

Initiation of slip along the Xianshuihe fault zone,eastern Tibet,constrained by K/Ar and fission-track ages

The Xianshuihe fault zone (XFZ) forms a boundary that accommodates crustal movement eastwards from central Tibet. The lack of well-defined time constraints has hampered the reconstruction of the geometric and kinematic evolution of the fault zone, and inhibited the development of a consistent regional tectonic model. New geochronological investigations of mica K/Ar and apatite fission-track ages on the Ganzi–Yushu segment of the XFZ indicate that fault activity started ca. 13 Ma before present, which considerably precedes the 5 Ma initiation of offset on the Xiaojiang fault (XjF) segment. Different initiation times for different fault segments clearly demonstrate that the geometric and kinematic evolution of the XFZ can be divided into two periods. The XFZ cut through the Dangjiang, Ganzi, and Gongga Shan areas, and reached the Qinghe–Yanyuan area during an early stage, from ca. 13 to 5 Ma, as a boundary fault with lateral mass transfer from the interior to southeast Tibet. At the southern edge of the XFZ, the movement took advantage of the southern segment of the Longmen Shan thrust fault – the Jinhe–Qinghe thrust fault. During the late stage, from 5 Ma to present, the fault zone passed through the Yushu, Ganzi, and Gongga Shan areas, then offset the Longmen Shan thrust fault belt and reached the Kunming area. The Jinhe–Qinghe fault was abandoned in the later period as the southern part of the XFZ, and the XjF became active because of continuous clockwise rotation of the crust around the eastern syntaxis.