2010年玉树地震(Ms7.1)地表破裂特征、破裂机制与破裂过程

2010年4月14日,青海省玉树地区发生Ms7.1级地震,造成大量人员伤亡和财产损失.地震发生后,我们对地震地表破裂带进行了详细的考察,并对同震位移量进行了精确的测量.根据野外考察和测量的结果,对玉树地震的地表破裂特征、同震位移量及其分布特征进行了分析,并对地震的破裂机制和破裂过程进行了探讨,取得如下认识:(1)玉树地震形成了沿鲜水河断裂带西北段(甘孜-玉树断裂)分布的东、西两条地表破裂带,西段破裂带分布在微观震中附近的隆宝湖拉分盆地中,长约19km;东段破裂带沿扎曲河南岸及巴塘河西岸山坡展布,长度约31km;上述两条破裂带之间存在约15km的地表破裂空区;(2)野外测量获得玉树地震的最大同震位移量为2.3m,位于东段地表破裂带中部郭央烟宋多附近;(3)地表破裂和野外构造地貌特征均反映了发震断层处于走滑伸展环境,断层左旋走滑过程中伴随正断作用;(4)地震波反演结果和地表破裂分布特征表明,玉树地震的破裂过程包括两次子事件,分别在地表形成了隆宝湖破裂带和扎曲河、巴塘河破裂带,隆宝湖及玉树县城西侧的山间谷地是在甘孜-玉树断裂长期活动的破裂带阶区转换拉张过程中形成的两个拉分盆地.     

沿雅鲁藏布江缝合带东坡、日喀则等蛇绿岩体磁异常特征及其找矿标志

航空磁测△T图上清楚显示出沿雅鲁藏布江缝合带具有南北两条航磁异常,地质研究确认沿雅鲁藏布江缝合带的蛇绿岩体呈带状东西向延续近2000 km,但已知主要含铬蛇绿岩体分布于雅鲁藏布江南岸。在罗布莎和泽当地表观测到断续分布着含铬蛇绿岩体,地质研究程度较高,岩体规模不大。向西地表有出露日喀则岩体,再西段有当穷、普兰、东坡等规模巨大的岩体。航空磁测图上显示出日喀则、东坡、普兰、当穷等岩体与清晰的航磁异常对应。对上述岩体进行的地面磁测准确地确定了已知岩体与航磁异常的关系,位于雅鲁藏布江东段的罗布莎与泽当岩体属于其南部强航磁异常北缘的负异常范围内的小岩体。西部沿江含铬蛇绿岩体是断续分布的,呈短条带状或较大的三度体;地面磁测异常突出反映出地表岩体磁铁矿分布的不均匀性,在岩体边缘(包括近岩体围岩)的蛇纹石化较强,磁异常亦较强,并由此较准确地圈定出岩体范围。航磁异常反映出岩体内部有相对富积的磁性矿物和磁性体,它们可能来自深部含Fe O、Fe2O3等矿物在岩浆上涌到上地壳由于蛇纹石化而生成了Fe3O4,当温度低于480℃时形成较强的磁性。反演计算了磁性体位于3~5 km深度上,虽然蛇绿岩体及其围岩中存在的磁铁矿非直接来源于地幔物质,但含铬蛇绿岩体的岩浆物质是生成磁铁矿的主要物质贡献者。由此将航磁和地面磁测异常与大地电磁法、反射地震等方法结合可以给出岩体深部结构的地球物理特征,这有利于圈定找矿的远景地段。     

超基性岩中锆石年龄的特征和意义——以西南天山UHP蛇纹岩中锆石U-Pb年龄为例

超基性岩本身难以生长锆石的特性,使得研究其中的锆石需要特别谨慎。超基性岩中的锆石虽然具有多解性,但是锆石也携带了很多演化信息。产出不同地质背景的超基性岩,其中的锆石特征不同。本文总结现有的研究实例表明:(1)经历高温高压变质作用的石榴橄榄岩通常通过交代作用获得锆石,且锆石能够记录峰期变质时代,其中的继承锆石较少,可能在高温高压条件下,继承锆石发生分解重结晶;(2)大洋蛇绿岩型超基性岩和地幔岩捕掳体中通常具有年龄分布很广的锆石年龄特征,锆石年龄峰值通常与区域上构造事件相吻合,为捕掳晶锆石。接下来本文以西南天山超高压(UHP)蛇纹岩为例,对其锆石年龄进行解释。西南天山蛇纹岩为经历过超高压变质作用的大洋蛇绿岩型超基性岩,2个蛇纹岩样品中锆石的阴极发光图像分析和SIMS U-Pb定年分析结果显示,西南天山UHP蛇纹岩中的锆石包含捕掳晶锆石和变质锆石,捕掳晶锆石的年龄为2.1~1.0Ga,对应该区变泥质岩中碎屑锆石记录的年龄峰值。409~537Ma可能代表了蛇纹岩原岩结晶时代。区域上的变质压力峰期年龄(~320Ma)在蛇纹岩中没有记录,仅有1颗锆石记录了309±5Ma的近峰期时代。270~155Ma的退变质时代在西南天山蛇纹岩中出现较广,这与榴辉岩中出现的退变年龄相吻合,代表了折返过程中较为普遍的后期热液事件。基于对超基性岩中锆石特征的初步了解,结合西南天山蛇纹岩的研究实例,认为通过研究锆石的年代学,结合锆石矿物化学、包体矿物学、同位素地球化学等特征,不仅可以提供年代学信息,还可以对超基性岩的来源和演化过程进行解析。     

罗布莎铬铁矿的围岩地幔岩中发现金刚石

西藏雅鲁藏布江蛇绿岩带是喜马拉雅特提斯洋壳和地幔的残余,以洋中脊型(MORB)岩石组合为主,被认为是中生代冈瓦那板块裂解再拼合的一条缝合带(王希斌等,1987;肖序常,1984).蛇绿岩带的罗布莎岩块中产有我国目前最大的铬铁矿床.     

黑龙江平顶山金矿石英天然热发光特征

对平顶山金矿中52件石英样品的天然热发光曲线特征研究表明,含金或富含金石英的热发光曲线以双峰或多峰为其主要特征,不含金的石英以单峰为其特征,石英热发光曲线特征可作为指示金矿化的一个重要标志.     

大青山-乌拉山变质杂岩带石拐地区富铝片麻岩成因矿物学与变质演化

大青山-乌拉山变质杂岩中石拐地区富铝片麻岩出露于华北克拉通孔兹岩带中段,包括夕线石榴堇青二长片麻岩、紫苏石榴黑云二长片麻岩和夕线石榴黑云二长片麻岩,与基性麻粒岩彼此呈互层或夹层产出.根据岩相学观察、成因矿物学和变质反应结构的系统研究,结合地质温压计估算以及相平衡模拟的综合分析,揭示石拐地区富铝片麻岩的变质演化可划分为四个变质阶段.其中,早期进变质阶段(M1)矿物组合以石榴石核部及其包裹的细粒矿物黑云母+石英+斜长石±夕线石±钾长石±尖晶石为特征;峰期变质阶段(M2)的稳定的矿物组合为石榴石+基质中粗粒夕线石+黑云母+石英+斜长石+钾长石±磁铁矿±钛铁矿,形成的温压条件为T=840 ～ 860℃,P=10.0～10.5kbar;峰后近等温减压阶段(M3)以石榴石边部发育含堇青石的后成合晶为特征,并发生一系列典型的减压反应:Grt+ Sil+ Qz→Crd、Grt+ Melt→Crd+ Bt+ PI和Grt+ Melt→Crd+ Qz±P1,形成新的矿物组合为石榴石+堇青石+黑云母+斜长石+石英±夕线石±紫苏辉石,相应的温压条件为T=720～ 800℃和P=5.6 ～6.1kbar;晚期角闪岩相降温阶段(M4)的矿物组合是石榴石+石榴边部细粒黑云母+斜长石+石英+磁铁矿±钾长石±钛铁矿,记录的温压条件为T=616 ～661℃和P=3.4 ～5.2kbar.石拐地区富铝片麻岩及相关岩石具有典型的近等温减压的顺时针P-T轨迹,峰后经历了近等温减压和近等压降温的变质演化阶段.上述研究结果表明,石拐地区富铝片麻岩曾卷入到华北克拉通西部的阴山陆块和鄂尔多斯陆块间的俯冲-碰撞造山及随后的快速隆升的演化过程.     

苏鲁超高压变质带岗上石榴石橄榄岩岩体：中国大陆科学钻探卫星孔（CCSD-PP3钻孔）初步研究

大陆科学钻探在江苏岗上超镁铁岩体上打了一个卫星孔(CCSD-PP3),孔深705m,穿透428m厚超镁铁岩体,其下主要为不同类型片麻岩及少量榴辉岩。该岩体产在苏鲁超高压变质带中,面积1370×700m,上覆约10m厚第四纪盖层。岩心柱可以粗分为4段,370m上部超镁铁岩,50m片麻岩夹榴辉岩,60m下部超镁铁岩,225m片麻岩类。榴辉岩夹在片麻岩中,片麻岩有正、副之分。榴辉岩石榴石中发现柯石英假象,表明岩石经历超高压变质作用。超镁铁岩主要岩性为纯橄岩和含石榴石纯橄岩,含石榴石纯橄岩出现3层,总厚度仅90m,与不舍石榴石的纯橄岩无截然界线。岩相学研究观测到石榴石中保留橄榄石、单斜辉石和尖晶石等超高压变质之前的矿物组合,以及退变质矿物替代石榴石的现象。岩石化学成分总体变化小,SiO242.17-44.79,平均43.78;MgO46.35-48.98,平均47.42,Mg#值(=Mg/(Mg Fe)×100)为91.89-92.75,平均92.4,属于高Mg型;Al2O3和CaO丰度低,分别为0.66-0.27,平均0.43,和0,01-0.35,平均0.13;REE总量较原始地幔亏损,但LREE相对HREE富集。结合矿物组合特征,说明这套岩石属亏损型,但可能经历了流体热液的改造;纯橄岩和含石榴石纯橄岩成分的一致型,说明后者是前者经变质改造形成。SHRIMPU-Pb定年测得含石榴石纯榄岩中锆石存在两组年龄,超高压变质阶段新形成的锆石时代为240±2.7Ma,核部残留岩浆锆石给出726±56Mao前者与区域上超高压变质年龄十分吻合,后者与大别-苏鲁区域上新元古代大规模花岗质岩浆侵位时代。岗上超镁铁岩体可能记录了早期侵位到地壳,在陆陆俯冲碰撞阶段被俯冲岩片带入到柯石英形成深度,以及随岩片折返到地表的整个历史。     

四川龙门山安县-灌县断裂带的特征——以汶川地震断裂带科学钻探3号孔（WFSD-3）岩心为例

汶川地震断裂带科学钻探（WFSD）是由科技部、国土资源部和中国地震局联合组织实施的汶川地震断裂带科学钻探研究项目,计划在同震地表破裂带（龙门山映秀-北川断裂和安县-灌县断裂）的上盘布置5口科学群钻：WFSD-1、WFSD-2、WFSD-3、WFSD-3P和WFSD-4,其中WFSD-3和WFSD-3P位于龙门山前山断裂安县-灌县断裂的上盘。以WFSD-3钻孔岩心为研究对象,进行详细的岩石学、构造学、野外编录等研究。WFSD-3钻孔岩心中的断裂岩主要由断层角砾岩、碎裂岩和断层泥组成,未见假玄武玻璃。钻孔中存在26条规模不等的断裂带,断裂密度显示FZ634、FZ1215和FZ1250为主要断裂带,而FZ1250可能为2008年汶川地震的主滑移带。安县-灌县断裂在地表和WFSD-3P、WFSD-3钻孔岩心中的断层倾角分别约为60°、46°和38°,显示安县-灌县断裂倾角从地表至深部逐渐变缓,为一铲式逆冲断层。     

蚌埠地区凤阳群和五河群与胶北变沉积岩系的对比:来自碎屑锆石的证据

华北克拉通东部陆块内的胶-辽-吉带是一条古元古代活动带,其是否向西南穿越郯庐断裂带延伸至徐州-蚌埠一带还存在争议。蚌埠地区早前寒武纪变质基底主要包括残留的中太古代末期-新元古代末期花岗片麻岩、古元古代五河群、凤阳群及古元古代花岗(片麻)岩。本次研究对凤阳群白云山组绢云石英岩及五河群上亚群小张庄组的变质砂岩和长石石英岩进行了碎屑锆石U-Pb-Lu-Hf同位素和微量元素研究。前期工作及本次研究结果表明,五河群庄子里组、殷涧组和凤阳群白云山组的碎屑锆石都具有2. 52 Ga和2. 69/2. 70 Ga的主峰以及2. 35/2. 38 Ga、2. 88/2. 95 Ga和2. 16 Ga的次峰,其中2. 16 Ga的峰值只在五河群中出现。利用DZstats程序定量对比凤阳群、五河群以及胶北地区荆山群和粉子山群的碎屑锆石年龄图谱,结果发现只有划归粉子山群底部的小宋组的山阳村石英岩与凤阳群白云山组石英岩、五河群殷涧组石英片岩显示了相同的物源区。结合胶-辽-吉带其他地区的信息,认为蚌埠地区的凤阳群和五河群可能同时形成于约22亿年打开的弧后盆地中,两者的不同位置(分别靠近陆缘和岩浆弧)导致了它们的岩石组合、碎屑物质源区和变质程度的差异。     

北祁连玉石沟蛇绿岩形成于晚震旦世的SHRIMP年龄证据

玉石沟蛇绿岩位于青藏高原东北缘的北祁连山中部 ,由地幔橄榄岩、堆晶辉长岩、辉绿岩、枕状熔岩以及夹杂在其中的硅质岩组成。地幔橄榄岩主要是方辉橄榄岩 ,其主要氧化物成分较为单一 ,具 L REE富集、Eu亏损的 U形 REE配分模式 ,亏损强不相容元素 ;枕状熔岩具典型 MORB特征 ,在构造判别图解上位于 MORB和 IAT区域 ,指示蛇绿岩可能形成于类似于洋中脊的构造环境 ,并受到火山弧岩浆作用的影响。堆晶辉长岩具明显的 Eu正异常 ,其锆石离子探针 (SHRIMP) 2 0 6 Pb/2 38U加权平均年龄为 5 5 0± 17Ma,Th/U值为 0 .5 3～ 1.85 ,大于0 .2 3,为岩浆成因锆石 ,其年龄代表辉长岩的成岩时代 ,推断玉石沟蛇绿岩形成于晚震旦世。