汶川地震断裂带断层滑移作用——来自高磁化率断层岩的信息

断层岩与地震有着密切相关,通常沿断裂带的断层面发育。本研究以2008年汶川地震(MS 8.0)的发震断裂（映秀-北川断裂带）发育的古地震造成的断层岩为研究对象,利用Bartington MS2仪器表面测量探头对发育于四川省都江堰市虹口乡（31°8.789′N,103°41.472′E）映秀-北川断裂带花岗岩中的两条断层岩开展了高密度测量。测试结果表明磁化率在2×10-6SI 到74×10-6 SI之间变化,所测剖面均显示出断层岩区域与高磁化率相互对应现象。这种现象可能是由于断层滑移作用产生的高磨擦温度导致断层岩中高磁化率新矿物的形成所致。断层滑移作用致使断层泥中矿物颗粒粒径的减小也可能使磁化率增强。高磁化率断层岩（断层泥）的存在可以作为地震断层的判别依据之一,本研究对于定量分析研究断层岩（断层泥）提供了一种新尝试。     

汶川地震断裂带结构、岩性特征及其与地震活动的关系

文章以龙门山中央断裂带映秀-北川断裂带为研究对象,重点对汶川地震破裂带南段虹口乡八角庙地区地表断裂带进行了详细研究,并结合汶川地震科学钻探1号孔(WFSD-1)岩芯部分研究成果,探讨龙门山中央断裂带的物质组成及其结构特征.研究表明,映秀-北川断裂带由很多次级小规模断裂(破碎带)以及夹持其中的块体所构成,其中断层泥的厚度由几毫米到25cm不等,与WFSD-1岩芯记录的地震断裂现象基本一致.从虹口乡八角庙露头来看,映秀-北川断裂带整体宽约120m,分布有近80条含有断层泥的次级断裂带.以台湾车笼埔断裂钻探项目(TCDP)和汶川地震科学钻探(WFSD)研究来看,一次大地震只能形成几毫米至约2cm厚的断层泥,推断映秀-北川断裂带中每层断层泥至少发生过1次到13次地震,该区总厚度约150cm的断层泥中发生地震次数至少为183次,说明沿着映秀-北川断裂带重复发生过多次强地震活动.每次地震活动并不完全沿袭老的地震断裂主滑移带滑动,而是沿着断层泥边部区域滑动.从整个断裂带中断层泥分布特征来看,地震断裂活动具有向断裂下盘迁移的趋势,并且断层泥的厚度与断裂活动性成正比关系,表明断裂带宽度与地震活动次数及其演化历史有着成因上的直接联系,多次地震活动叠加可能是龙门山形成的主要成因.     

Thermochronology of the Longmen Shan seismic fault and its implications for faulting activities.SCIEI北大核心CSCD

中生代和新生代多期次的新老构造活动叠加造成了龙门山现今地震频发和复杂的构造格局。沿2008年汶川地震断裂带出露有多种断裂岩组合,为直接开展断裂带热年代学研究提供了重要素材。本研究首次尝试针对映秀-北川断裂带出露的假玄武玻璃开展^(40)Ar/^(39)Ar年龄的多重扩散域(MDD)模拟研究。与钾长石相似的阶梯状上升的年龄谱图表明假玄武玻璃同样具有开展MDD模拟的应用潜力。模拟结果显示,映秀-北川断裂带分别经历了~230Ma和~180Ma起始的构造热事件,对应青藏高原东缘中-晚三叠世统一的挤压造山运动和造山后的伸展垮塌。断裂带内新获得的断层角砾岩磷灰石裂变径迹(AFT)结果与上、下盘已有结果共同组成了较为完整的年龄-高程剖面,揭示出年龄拐点出现在~13Ma,位于~1100m的海拔高度,与热历史反演结果一致,对应映秀-北川断裂带的出露位置,直接证实断裂活动在中中新世以来龙门山的隆升过程中发挥了重要作用。进入中中新世以来,龙门山断裂带的快速剥蚀和地温梯度的显著降低很可能暗示了构造活动机制上的重要转变。     

古郯庐带沧浪铺阶地震事件、层序及构造意义

胶辽徐淮地区下寒武统的沧浪铺阶沿郯庐断裂两侧分布.辽东半岛的沧浪铺阶包括葛家屯组、大林子组与碱厂组（位于郯庐断裂东侧）.大林子组形成于滨海萨布哈环境,整个岩组充满了地震灾变事件记录,其特征为液化泄水脉、水塑性褶皱、水塑性微断层（三者相伴生）,液化卷曲变形、液化角砾岩与砂岩墙;总结了萨布哈泥质岩中的地震液化序列.苏皖北部的沧浪铺阶（位于郯庐断裂西侧）包括金山寨组、沟后组下段及上段.沟后组同样系干旱的潟湖环境沉积,与大林子组为同一气候带岩组,但在苏皖北部的沧浪铺阶岩组中未发现地震事件记录.苏皖北部沧浪铺阶可识别出4个层序,但在辽东半岛则缺少一个层序.从灾变事件、层序地层以及具体岩组岩性对比角度,不支持辽东半岛的沧浪铺阶系由苏皖北部于中生代平移数百公里至目前位置的观点.     

可可西里辉石岩包体矿物化学及其地质意义

青藏高原北部可可西里鲸鱼湖、雄鹰台、双泉子火山岩中含有辉石岩包体, 其主要矿物为单斜辉石和斜方辉石. 辉石的化学成分与国内外幔源包体——橄榄岩和辉石岩中的类似, 与麻粒岩中的明显不同; 辉石温压计计算结果表明, 辉石形成的温度为1101~1400°C(平均为1250°C), 压力为3~6 GPa(平均为4.6 GPa), 推测岩浆的来源深度大于150 km.     

基于尼泊尔Mw7.8地震的喜马拉雅俯冲带滑坡分布规律研究

全球多数大地震发生在俯冲带地区,然而对于俯冲带地震诱发的滑坡研究并不多见。2015年4月25日尼泊尔廓尔喀县发生了Mw78地震,为喜马拉雅俯冲带近70年来的首次强震,震源机制解表明为低角度逆冲型的俯冲带地震,触发了大量滑坡、崩塌等地震次生灾害。通过遥感解译和现场调查获取2072组地震滑坡信息,揭示滑坡多数分布在海拔1000m~3000m之间,高喜马拉雅与低喜马拉雅的过渡区域,基本沿主中央逆冲断裂断裂(MCT)展布,地势落差大。早期断裂活动频繁,由中、高级变质岩和新生代浅色花岗岩变为古生代沉积岩和少量岩浆岩组成的逆冲岩席,易于发生滑坡、崩塌等地质灾害。滑坡坡度值优势分布区间为35°~40°,与中国西部地区一致,说明地震滑坡坡度分布与大的构造背景相关性较小,可能受局部地形地貌、地层岩性等因素控制。坡向值的优势分布区间为120°~200°,与水平形变场关系紧密。以尼泊尔地震滑坡为例探讨了喜马拉雅俯冲带地震滑坡的特征：滑坡点明显呈相对较宽的矩形区域展布,受深部逆冲推覆构造低倾角的断层破裂面影响较大,滑坡全部位于上盘,由于地震运动的惯性作用,在坡向与上盘逆冲方向一致的斜坡上容易诱发地震滑坡。     

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.     

班公湖-怒江缝合带东段晚白垩世红层古地磁研究及其构造意义

班公湖-怒江缝合带古地磁研究对约束印度与亚洲大陆碰撞所导致亚洲大陆内部构造缩短量具有重要意义。本文对班公湖-怒江缝合带东段晚白垩世红层开展了详细的古地磁学研究。本研究共获得了30个采点共约298块/个定向古地磁样品。通过系统热退磁分析,共获得25个采点的有效特征剩磁方向。这些特征剩磁结果同时通过了褶皱检验和倒转检验,表明岩石可能记录了原生剩磁方向。25个采点的特征剩磁方向平均值为Ds=355.7°、Is=28.5°、κs=41.6、α₉₅=4.5°,相应的古地磁极位置为72.8°N、288.0°E、dp/dm=2.7°/4.9°。等温剩磁磁化率各向异性分析显示所获得的古地磁方向不存在明显的磁倾角浅化现象。本次研究结果限定了班公湖-怒江缝合带东段晚白垩世的古纬度为15.2±3.7°N（参考点：31.9°N/93.8°E）。通过对比拉萨、羌塘地块古地磁数据和亚洲大陆古地磁参考极表明：（1）晚白垩世以来班公湖-怒江缝合带与拉萨地块南缘之间并不存在明显的构造缩短;（2）晚白垩世以来班公湖-怒江缝合带（94°E经度方向上）与亚洲大陆刚性块体之间发生了约1150±330km的南北向构造缩短。

     

枕、球—枕构造：地层中的古地震记录

枕状构造(pillow)与球—枕构造(ballandpillow)、负载构造(load))是地层中的软沉积物变形构造,它们在形态、产状、变形机制等方面是不同的。枕状构造是砂层中一组呈“凹”形弯曲的变形沉积体,它的原始层平行于枕状体的底面,顶面则是一个平直的截切面。枕状构造是由于层状砂层强烈液化向上覆软沉积砂层流动、穿刺,使之弯曲褶皱,在原地固定位置形成,因此枕状构造在一个层内是沿岩层走向呈现一系列相间隔的向形和很窄的背形。形成球—枕构造与负载构造的软沉积层包括细砂单元与上覆粗砂单元。他们的变形机制与砂层的液化作用有关。下伏细粒砂单元具强的液化变形而上覆粗砂单元为弱变形层。上覆粗砂单元（比重大）在下伏细砂单元（比重小）之上形成一个不稳定重力驱动系统,地震发生时的剪切力使重的粗砂（弱液化）陷落下沉至下伏细粒单元（强液化）中成负载构造和球—枕构造。球—枕体位于细砂层的不同位置,表明他们是下沉穿越细砂层单元为异地沉积体。形成枕、球—枕及负载体的软沉积物液化变形机制不同,但液化作用的触发机制是强地震。这些液化变形构造在实验室砂层的振动液化模拟实验中也已得到证实。地层中的枕状构造及球—枕、负载构造代表一次Ms>5的古地震灾变事件。古地震往往是沿着某些古地震断裂分布,是古地震断裂活动的表现。本文将举例讨论我国古老地层中的某些枕状构造、球—枕与负载构造,并简述当时发震的构造背景。