汶川地震断裂带碳质来源、赋存特征及构造意义

不同尺度研究表明,碳质主要以五种方式赋存于汶川地震断裂带中:1断层角砾内部、未受破坏的初始赋存状态;2断层泥中弥散状分布的棱角状碳质碎屑;3滑动面两侧碳质脉;4碎裂岩化碳质脉,其分支灌注断层泥和断层角砾带裂隙;5地震主滑移面石墨晶体。碳质同位素δ~(13) C值范围为-26.6‰~-23.4‰,激光拉曼光谱分析表明碳质(不包括石墨)仅遭受不超过250℃或沸石至葡萄石-绿纤石相的变质作用,以及断层角砾中保留碳质沉积层理,均说明断裂带碳质来源于断裂带围岩,即上三叠统须家河组。碳质不同赋存状态形成机制:1初始赋存状态是成岩作用的结果;2弥散状分布的棱角状碳质碎屑是断层活动机械破坏的结果;3碳质脉是断层滑移过程中,围岩碳质层(如煤线)被挤压进入断裂带,沿断层面形成的拖尾构造;4地震过程中,快速断层活动使碳质脉碎裂岩化,并挤压注入构造裂隙;5石墨则是低结晶度碳质受同震摩擦加热石墨化的结果。碳质揭示了汶川地震断裂带断层活动过程信息,尤其是与地震有关的信息:1同震滑移产生的摩擦热异常仅限于非常狭窄(mm级)的范围内,绝大多数断裂岩碳质并未记录到摩擦热影响;2显微构造特征表明低结晶度碳质本身并未起到弱化断层的作用,但经摩擦加热石墨化形成的石墨将导致断层强度显著降低;3汶川地震断裂带切割多层富含碳质的烃原岩,碳质富集现象和石墨弱化机制可能在近地表层位(深度10km)汶川地震断裂带普遍存在。     

汶川地震和科学钻探

2008年5月12日,在我国四川省发生了震撼世界的汶川特大地震,给人民的生命财产造成了巨大的损失。在汶川特大地震发生及其余震尚在继续的特殊时期,快速实施汶川地震断裂带的科学钻探（WFSD）,是认识地震发生的机制、继续对余震进行有效监控以及提高地震监视和预警的能力的极佳机遇。2008年11月6日,汶川地震断裂带科学钻探工程开工典礼在四川省都江堰市虹口乡举行,标志着地震机制的研究跨上了新的台阶。通过对科学钻孔的直接取样,多学科观测和测试,揭示地震断裂带的深部组分、结构和构造属性,重塑地震断裂带的物理和化学过程,为提高未来地震的监测、预报或预警能力提供重要信息。     

湖南双峰紫云山隆起区金矿成矿机制探讨

湖南双紫云山隆起区金矿受剥离断层控制,矿质主要来源于岩浆热液。成矿作用过程中,剥离断层带深部和浅部分别形成深部含矿岩浆热液循环系统和地下水热液循环系统,两热液系统在空间上的交汇处矿质沉淀、富集形成金矿化体。     

亚洲大陆逃逸构造与现今中国地震活动

2008年5月12日汶川地震让中国地学界强烈感受到深入研究地震地质与构造变形的重要性和肩负防震减灾巨大的社会责任。本文作者从构造地质学家的角度对中国大陆地震分布、成因规律以及发展趋势做了一些讨论。按地震分布,中国大陆可以粗分为两个区域,其交界是一条过渡带。该过渡带的东界是郯庐断裂及其和海南岛的连线,西界是齐齐哈尔—北京—邯郸—郑州—宜昌—贵阳—(越南)河内连成的线,后者其实就是松辽盆地的西界(大兴安岭的东界、太行山的东界、大娄山的东界）。我们不妨将上述两线所夹过渡带称之为“地震区分界线”。分界线以西的广大地区,活动断裂、活动褶皱、活动盆地都与印度板块楔入欧亚大陆造成的青藏高原隆升、快速侧向扩展、亚洲大陆逃逸构造活动有关。流变性较好的造山带(如青藏高原和天山)和流变性较差的古老地块(如塔里木、准噶尔、阿拉善、鄂尔多斯、四川盆地等)在其边界强烈对抗,形成强震。地震区分界线以东的中国沿海地区受太平洋和菲律宾海板块运动的影响也会发生地震,但其强度和频度与该线以西的青藏高原周边、天山、鄂尔多斯地块周缘以及张家口渤海断裂带上地震低得多。由太平洋板块在日本海沟向西深俯冲形成的地震在中国仅分布在吉林省珲春—汪清一带,这些深源地震对地面工程建筑破坏性不大。处于欧亚、菲律宾海和南海3个板块的交汇部位的我国台湾地震不断。受我国台湾地震的影响,闽粤沿海NW和NE向断裂往往被激活,形成地震。总之,虽然中国大陆的现代地震受太平洋、欧亚、印度和菲律宾海四大板块联合作用控制,但最主要、最直接、影响最大的还是印度板块楔入欧亚大陆造成的青藏高原隆升、快速侧向扩展和大陆逃逸。因此,对中国的地震研究不能仅局限于某区域或某条断裂,而应把整个亚洲大陆逃逸构造作为整体的、统一的“一盘棋”看待。     

喜马拉雅造山带变泥质岩系及其地球化学特征

高喜马拉雅结晶岩系和北喜马拉雅穹隆都发育高角闪岩相-麻粒岩相变泥质岩,岩石组合以富铝质片麻岩类为主,伴生钾质花岗片麻岩、大理岩及基性麻粒岩等.元素地球化学特征表明,其原岩主要为较富铝的长石质砂岩和石英岩质砂岩及少量粘土岩,形成于大陆边缘浅海相沉积环境.这些变泥质岩具有相似的微量元素和稀土元素地球化学特征,表现为大离子亲石元素相对高场强元素较富集,轻稀土较重稀土富集,稀土总量较高,具有较显著的Eu负异常.在变质矿物组合、元素地球化学特征及锆石组成等特征上,它们与青藏高原北缘的康西瓦和阿尔金孔兹岩系相似,可能是来源于冈瓦纳大陆边缘的同一套岩石.     

阿尔金断裂剪切过程中定向生长锆石的发现及其意义—来自于显微构造和锆石内部矿物包裹体的证据

阿尔金断裂带中段出露一套走滑过程中形成的花岗质和角闪质糜棱岩。从糜棱岩中分选出3种类型的锆石:岩浆成因的长柱状锆石、柱状锆石和变质成因的次浑圆状锆石。这3种锆石的显微结构和构造特征以及它们内部的矿物包裹体均有所区别。其中长柱状锆石在岩石中定向排列,晶体长轴方向与拉伸线理方向一致,并且内部的所有矿物包裹体的长轴方向均与锆石的长轴方向平行,即与拉伸线理方向平行;拉曼研究表明包裹体矿物具熔融相特征;阴极发光图像中反映出这种锆石具有相对均一的内部结构。因此,该长柱状锆石是在韧性剪切过程中部分熔融环境下快速定向生长的,不仅代表了走滑剪切过程中的剪切应变方向,而且其生长年龄代表了走滑剪切的时代。     

华北地台震旦纪—早古生代地震节律

在华北地台的震旦系与下古生界中的固定层位中，赋存并呈区域性分布着泄水胶灰岩，泥质岩，它们是强地震时，距震中一定距离内未成岩的沉积物经受水平振动时产生的液化泄水构造，是鉴别地层中地震灾变事件的依据。     

2022年青海门源Ms 6. 9地震地表破裂带及发震构造研究

2022年1月8日01时45分，青海省海北州门源县发生了Ms 6. 9级强烈地震，震中位于青藏高原东北缘海原断裂带中西段的冷龙岭断裂附近。震后的野外现场考察表明，这次地震在海拔3500～4100 m的高原北部祁连山区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同震地表变形带，表现为左旋走滑运动性质，总长约27 km。破裂带呈NWW—SEE走向，可分为南北两支，北支沿冷龙岭断裂西段分布，南支沿托莱山断裂东端分布，与北支间隔3 km呈左阶雁行排列。根据破裂带的走向变化和阶区特征，可将破裂带分为三段：西段、中段和东段，与地表同震位移分布特征较为吻合。西段为破裂带的南支，呈N93°E走向，长约4. 5 km，最大左行水平位错约85 cm；中段为北支破裂带西侧部分，主要呈N102°E走向，长约7. 5 km，最大左行水平位错约3. 7 m；东段为北支破裂带东侧部分，走向呈N110～120°E走向，长约15 km，最大左行水平位错约3. 0 m。门源地震震级与地表破裂带分布规模和变形强度的对比，表明本次地震的震源深度较浅，可能远小于10 km深。这次门源地震的发震断裂为海原断裂带呈挤压弯曲部分的冷龙岭断裂，具有花状构造特征。由于本次地震余震向SE方向扩展，表明具有应力向东迁移趋势，因此，冷龙岭断裂东侧处在海原断裂带上1920年海原大地震与2022年门源地震之间地震空区的金强河、毛毛山和老虎山断裂未来强震危险性升高，需要重点关注。     

2001年东昆仑地震（Ms=8．1）不对称的同震地表破裂构造——单侧块体运动为主及青藏高原内部物质向东滑移的证据

通过对 2 0 0 1年 11月 14日发生的东昆仑地震 (Ms=8.1)地表破裂带的野外考察 ,发现沿东昆仑断裂带发育一类不对称的同震地表破裂构造 :单侧垂直破裂带的张裂隙构造、不对称式拉分构造以及冻土层范围内的低角度逆冲构造。这些不对称的同震地表破裂构造不仅指示发震断裂为左行走滑 ,而且表明以断裂南侧块体向东运动为主、北侧块体向西甚微运动 (以地震前同地为参照系 )的运动学特征。与 GPS的观测数据结果所反映的运动特征基本一致 ,同时与不对称的区域稳定性相吻合。这种反映单侧块体运动为主的不对称同震地表破裂构造在大陆地震破裂带中是少有的 ,它的发现不仅表明东昆仑断裂以南的青藏高原内部物质向东滑移 ,而且由此认为自全新世以来其向东滑移的速率有可能约略小于 10～ 12 m m/ a,并同时指示断裂南侧相对于北侧为地震地质灾害更严重地域。     

喀喇昆仑断裂带走滑过程中伴随的快速隆升作用:热年代学证据

喀喇昆仑断裂带是青藏高原西部的一条大型右旋走滑断裂带,它是喜马拉雅山脉西段北侧重要的地质边界.本文在岩石学、变形构造的研究基础上,对喀喇昆仑断裂带东南段阿伊拉日居山-噶尔盆地地区的喀喇昆仑韧性剪切带中变质岩石的同构造矿物进行了40Ar/39Ar热年代学研究.显微构造研究表明,剪切带中的矿物记录了从高温(>600℃)到低温(<250℃)条件下的连续变形,表现为近水平的右旋剪切运动转变成斜向的右旋正滑,使绿片岩相的变形作用叠加在中-高温变形之上.暗示出走滑过程中存在隆升作用,热年代学结果显示其连续剪切变形作用从早中新世以来至少持续到4Ma,并且出现三个快速冷却阶段:第一个快速冷却阶段为从25～22Ma到21～18Ma期间,可能代表的是浅部高温剪切过程中变形局部停止或减慢的过程;第二个快速冷却时期为从15Ma到12～10Ma,是喀喇昆仑断裂带走滑过程中,阿伊拉日居山的快速隆升、噶尔盆地开始形成以及主要河流深切过程阶段;9Ma以来是第三个快速冷却过程,使阿伊拉日居山脉进一步快速隆升、噶尔盆地定形过程.根据不同年代地表地貌特征的右旋错位距离以及不同层次变形特征,估算出喀喇昆仑断裂带长期滑移速率为8～10mm/a,伴随的隆升速率为1mm/a.从显微构造和热年代学证据表明,晚第四纪以来该断裂经历了强烈的右旋走滑运动的同时伴随强烈的隆升作用.