汶川地震基岩同震断层泥结构特征

汶川Ms8.0地震形成的地表破裂带主要沿松散沉积层分布,但在北川-映秀地表破裂带中,发现5处同震地表破裂带穿过基岩.通过详细介绍其中的4处基岩同震断层剖面,给出基岩同震断层泥的特点和识别标志.断层剖面位置从北向南:平武平溪、北川擂鼓、安县肖家桥和虹口八角庙.同震断层主要出露在相对较软的基岩中,断层长期活动形成了分带性特征显著的断层变形带,主要包括构造角砾岩、断层角砾、老断层泥和最新断层泥.其中,同震滑动产生的最新断层泥最为松软,厚度最薄,颜色最深,内部几乎不含角砾并与其他部分接触边界清晰平直.基岩同震断层泥的结构特征与断层围岩性质密切相关,当同震断层上下盘围岩由多种岩石组成,而且上下盘围岩强度差别较大时,断层变形带结构相对复杂,发育有厚层断层泥,局部存在多个滑动面;当上下盘围岩岩石组成相对单一时,断层变形带结构相对简单,断层泥厚度较薄.在野外断层变形带结构划分基础上,对部分断层剖面中的同震断层泥和断层岩进行了初步的显微结构分析,给出断层蠕滑和粘滑的显微结构特征,对同震断层泥中的流体活动方式进行了讨论.     

蒙脱石的脱水作用对断层摩擦本构行为的影响

利用高温双轴摩擦装置，研究了含蒙脱石的断层带在不同温度下摩擦滑动的速度依赖性，以期了解脱水作用对摩擦行为的影响。结果表明，断层带摩擦强度随温度而升高，而速度依赖性较为复杂，以１．４ｕ／ｓ为界，室温和１００℃时，低滑动速率下表现为微弱的速度弱化，高滑动速率下则表现为速度强化；２００℃时均为速度强化；３００℃时高滑动速率下仍为速度强化，但低滑动速率下转变为速度弱化；４００℃以上，均为明显的速度弱化。摩擦行为的变化与脱水过程及相应的断层物质变形方式的变化密切相关     

构造活动模式变化对b值影响的实验研究

借助新型声发射观测系统,对两种构造活动模式转变对b值的影响进行了初步实验研究. 第一个实验通过改变加载方向使构造活动模式从挤压型雁列变为拉张型雁列, 得出前一阶段b值比后一阶段要高; 第二个实验通过持续加载使拉张型雁列变为拐折断层, 与第一个实验类似, 前一阶段b值比后一阶段要高. 说明b值可能蕴含有构造活动模式的某些特征, 有可能成为分析区域构造活动模式的一种新手段.      

汶川地震和九寨沟地震断层作用及动力学过程研究进展——纪念汶川地震十周年

2008年5月12日汶川地震（MS8.0）发生后,各部门组织开展了一系列汶川地震相关的地学研究,包括国家科技专项"汶川地震断裂带科学钻探"项目.经过十年的持续探究,在地震地质、震源物理、地震实验、地震动力学、深部地球物理和长期监测等方面研究取得了一系列重大突破与重要成果.在汶川地震十周年之际,《地球物理学报》集中在2018年第5期刊发39篇文章作为汶川地震十周年专辑,专辑涵盖了汶川地震和九寨沟地震断层作用与动力学过程以及相关领域的一批最新研究成果.这些工作涉及汶川地震断层作用、地震参数及地震动力学数值模拟、汶川地震前地震活动性与多参数异常、晚第四纪构造与地震活动及其地表作用、青藏高原东部壳幔结构与龙门山断裂带深部构造和九寨沟地震等六方面的研究.本文将从这六个研究方向简要介绍收入本专辑论文的研究工作,呈现地震断层作用及动力学过程等研究成果,为深入认识大地震孕育和发生过程提供重要的基础.     

岩石构造对声发射统计特征的影响

利用一套最新型的全波形、宽动态声发射观测系统,对两种不同构造的花岗岩在三轴压缩变形实验中的声发射活动进行了对比研究。二者在声发射空间分布,声发射与体积扩容的对应关系,声发射频谱特征及频度能级统计参数等方面均有明显差异。这表明,岩石构造对声发射的基本统计特征有显著的控制作用。其原因在于岩石构造的差异造成变形方式和变形过程的不同     

基于岩石变形声发射实验结果讨论岩石失稳的可预测性

根据室内岩石变形声发射实验结果,计算了声发射序列的地震非均匀度GL值,并以此探讨岩石破裂失稳的可预测性.     

我国实验岩石力学与构造物理学研究的若干新进展

简述了近年来我国学者在与地震学和地球内部物理学相关的实验岩石力学和构造物理学研究方面的进展．在此领域的进展主要体现在：大量实验以及数学模拟结果丰富了对岩石脆性破裂过程,特别是结构和介质非均匀条件下破裂过程的认识;在非均匀断层的摩擦行为与失稳成核方面取得了一些新结果,揭示了断层滑动行为的复杂性;在岩石脆塑性转换和塑性流变方面取得了一些新结果,特别是在下地壳和上地幔物质的流变性质方面取得了重要进展;在高温高压岩石物理方面取得了一批实验结果, 并应用于地球内部物质的组成和状态的研究．这些结果为深入理解地球内部物质的物理性质、变形机制及地震物理过程提供了有价值的参考资料.     

不同温度围压下几种油砂超声波性质的实验测量

在不同温度围压下测试了几种油砂超声波性质.研究了不同油砂样品波速的温度压力依赖性.     

差应力对石英—柯石英转化压力的影响

在差应力条件下出现柯石英的压力远小于静压条件下柯石英稳定存在的压力,这表明差应力对石英—柯石英转化具有显著影响。根据柯石英形成条件,石英—柯石英相变边界向低压方向迁移有两种不同物理机制;发生在低温半脆性域的相变机制是差应力产生的剪切变形引起应力不稳定,而发生在高温塑性域的相变机制是在差应力环境下石英强烈变形产生的高位错密度引起应变不稳定。     

隐伏走滑断层破裂扩展特征的实验研究

通过模拟实验研究了基岩中走滑断层在上覆沉积层中的破裂扩展特征,利用白光数字散斑相关方法分析了沉积层表面变形场的演化过程,重点研究了基岩断层位移和沉积层厚度的影响。结果表明,在沉积层厚度一定的情况下,随基岩断层的滑动,沉积层中围绕断层投影线逐渐形成一个变形带以及由张性破裂和剪切破裂组成的破裂带,基岩断层的位移越大,沉积层中的变形带越宽、变形越强烈;但当基岩断层位移超过某一临界值后,变形带宽度将保持稳定,只是变形随断层位移增加而更集中。对于同样的基岩断层位移,沉积层厚度越大,受基岩断层控制的变形破裂带越宽,即基岩断层的影响范围越大;但当沉积层厚度超过某一临界值时,沉积层的变形发生了变化,沉积层表面并不存在与基岩断层走向一致的变形带,而是发育了较大尺度、与基岩断层走向斜交的张剪性破裂带。实验结果意味着,临界断层位移和临界沉积层厚度对于确定隐伏断层发震产生的地表变形和破坏具有重要意义