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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 被引量：4
1
作者 李成龙 李海兵 +5 位作者 王焕 张蕾 孙知明 张佳佳 云锟 张进江 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期3192-3208,共17页
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... 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。 展开更多
关键词 汶川地震 断裂岩 假玄武玻璃 北川断裂带 龙门山
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龙门山汶川地震断裂带北川段岩石与地球化学特征及其变形行为 被引量：3
2
作者 李成龙 李海兵 +1 位作者 王焕 张进江 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期3145-3166,共22页
断裂带的岩石组成、内部结构和地球化学特征是认识断裂活动性质和变形行为的关键,而断层泥作为断裂带核部的重要物质,不仅影响断裂带强度,而且控制断裂的滑移机制。本文以汶川地震的发震断裂龙门山映秀-北川断裂带北川段沙坝探槽中的断... 断裂带的岩石组成、内部结构和地球化学特征是认识断裂活动性质和变形行为的关键,而断层泥作为断裂带核部的重要物质,不仅影响断裂带强度,而且控制断裂的滑移机制。本文以汶川地震的发震断裂龙门山映秀-北川断裂带北川段沙坝探槽中的断层泥为研究对象,通过对断层泥进行宏观与显微构造观察、粉末X射线衍射分析(XRD)、矿物自动化定量分析(TIMA)和薄片微区X射线荧光光谱分析(μXRF)等多种分析,探讨了其所蕴含的断裂变形行为和滑移机制。研究表明:北川段断裂带NW盘主要为寒武纪碳质泥页岩和板岩,SE盘由半固结的黄色砂质黏土层组成。断裂带核部由面理发育的黑色断层角砾岩和面理化的断层泥组成,断层泥厚约25cm,分为黄色断层泥、灰色断层泥和黑色断层泥,汶川地震滑移带沿灰色断层泥和黑色断层泥边界分布,在滑移带附近可见明显的拖曳构造与R1次级剪切破裂,指示了逆冲滑动的性质。断层泥中的碎块呈棱角状大小不均一,显示出地震快速滑动特征,表现为粘滑行为。黄色和灰色断层泥中黏土矿物含量(42%~52%)远高于黑色断层泥(19%~29%),前者石英(36%~47%)、伊利石(18%~32%)和绿泥石(7%~15%)含量整体略高于后者中的含量,而长石含量整体低于后者,表明黄色和灰色断层泥中水-岩作用较强于黑色断层泥,推测前者断层泥的孔隙度高于后者;断层泥中含有较多的伊蒙混层,靠近滑移带Fe元素呈明显增加趋势,暗示了摩擦产生了大量的热,同时,黑色断层泥中发育有石墨,说明断层滑移具有热增压弱化机制。龙门山映秀-北川断裂带北段北川断裂在岩石组成和规模上与南段映秀断裂虹口段断裂带有着明显差异,但均存在断裂滑移的石墨化作用,这些研究对认识映秀-北川断裂带南北段的滑移行为具有重要的指示意义。 展开更多
关键词 汶川地震 断裂泥 变形行为 北川断裂带 龙门山
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龙门山断裂北川断裂带滑坡与构造活动关系研究 被引量：3
3
作者 李金洋 杨顺 +1 位作者 佘涛 陈欢 《人民长江》 北大核心 2019年第2期138-143,共6页
北川断裂带位于龙门山中央断裂带中部,新、老滑坡较为发育,构造活动是影响区内滑坡发生的主导因素。采用文献记载、现场调研等方法,分析了构造对滑坡灾害的影响,结果表明:①构造横向挤压、不均匀抬升对地表岩体的完整性进行改造,使得不... 北川断裂带位于龙门山中央断裂带中部,新、老滑坡较为发育,构造活动是影响区内滑坡发生的主导因素。采用文献记载、现场调研等方法,分析了构造对滑坡灾害的影响,结果表明:①构造横向挤压、不均匀抬升对地表岩体的完整性进行改造,使得不同构造部位、斜坡部位岩体存在结构差异,进而控制滑坡在空间上的发育规律,同时,细部构造结构面在空间上的产出关系构成了滑坡发生的初始边界条件;②作为构造活动的剧烈外部表现,地震动荷载直接诱发滑坡的同时造成斜坡岩体的松动;③"5·12"震后,区域构造应力方向发生近90°的偏转,进一步加剧了松动岩体的变形与破坏,震后应力偏转是影响区域斜坡稳定的最主要内动力因素。 展开更多
关键词 滑坡 构造应力 地震 北川断裂带 龙门山断裂
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四川汶川地震断裂带科学钻探2号孔(WFSD-2)岩性特征和断裂带的结构 被引量：23
4
作者 张伟 李海兵 +6 位作者 黄尧 司家亮 刘栋粱 李勇 王焕 杨光 孙立文 《地质通报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第8期1201-1218,共18页
以WFSD-2钻孔岩心为研究对象,通过详细的岩心编录和岩石学、构造地质学等研究,识别出该钻孔岩心具有6段岩性,从上向下依次为彭灌杂岩（0-599.31m）、三叠系须家河组二段（599.31-1211.49m）、彭灌杂岩（1211.49-1679.51m）、三叠系须家... 以WFSD-2钻孔岩心为研究对象,通过详细的岩心编录和岩石学、构造地质学等研究,识别出该钻孔岩心具有6段岩性,从上向下依次为彭灌杂岩（0-599.31m）、三叠系须家河组二段（599.31-1211.49m）、彭灌杂岩（1211.49-1679.51m）、三叠系须家河组三段（1679.51-1715.48m）、彭灌杂岩（1715.48-2081.47m）、三叠系须家河组四段（2081.47-2283.56m）。彭灌杂岩主要以花岗岩和火山岩为主,三叠系须家河组沉积岩以砂岩、粉砂岩、泥岩、页岩、煤层（线）和砾岩为主。3套彭灌杂岩与三叠系须家河组沉积岩重复出现,时代较老的岩性段逆冲覆盖在新的地层之上,表明龙门山构造带由一系列逆冲岩片叠置而成。岩心中断裂岩较为发育,主要为断层角砾岩、碎裂岩和断层泥,反映出脆性变形作用的特点。通过对断裂岩的统计分析,厘定了20余条产状不同、规模不等的次级断裂带,断裂带宽度和断裂密度峰值显示FZ600、FZ720、FZ782、FZ817、FZ922、FZ951、FZ1449、FZ1681、FZ2082为主要断裂带,其中FZ1681系规模最大的一条断裂。依据断裂岩的组合特征可以将岩心中断裂带的结构以断层泥为核部划分为两大类：对称型断裂带和不对称型断裂带。根据地表破裂带、WFSD-1钻孔岩心中主滑移带位置的几何关系、岩性分层等因素,可推断汶川地震主滑移带应位于FZ1134、FZ1449或FZ1681之中,同时也暗示该地区经常发生类似汶川地震的大地震活动。研究表明,龙门山地区经历了强烈的构造缩短和快速隆升作用,暗示龙门山地区构造活动非常强烈。 展开更多
关键词 汶川地震断裂带科学钻探(WFSD) 断裂岩 断裂带结构 映秀-北川断裂带 龙门山
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汶川地震断裂带结构特征与龙门山隆升的关系 被引量：22
5
作者 王焕 李海兵 +1 位作者 司家亮 黄尧 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期2048-2060,共13页
2008年汶川地震(MW7.9)发生在青藏高原东缘龙门山断裂带上,并沿映秀-北川断裂和灌县-安县断裂分别产生约270km和80km的不同性质的地表破裂带。断裂岩是断裂活动的产物,是断裂带的物质组成,其结构特征记录了断裂活动演化的历史。本文以... 2008年汶川地震(MW7.9)发生在青藏高原东缘龙门山断裂带上,并沿映秀-北川断裂和灌县-安县断裂分别产生约270km和80km的不同性质的地表破裂带。断裂岩是断裂活动的产物,是断裂带的物质组成,其结构特征记录了断裂活动演化的历史。本文以汶川地震发震断裂映秀-北川断裂带中虹口八角庙地区地表露头和汶川地震科学钻探一号孔(WFSD-1)岩心为主要研究对象,通过详细的野外调研、显微结构及XRD分析等,识别出映秀-北川断裂带由五个次级单元组成,分别为:碎裂岩带、黑色断层泥和角砾岩带、灰色断层角砾岩带、深灰色断层角砾岩带以及断层泥和角砾岩带。断裂岩组合显示映秀-北川断裂带具有多核断裂结构特征。映秀-北川断裂带在地表出露的宽度约为240m,岩心中厚度约为105m,碎裂岩、断层角砾岩、断层泥在地表及岩心中均发育,而假玄武玻璃仅在地表碎裂岩部分出现。汶川地震主滑移带斜切了映秀-北川断裂带,不完全沿袭古地震滑移带,暗示汶川地震断裂带与映秀-北川断裂带可能不是同一个断裂体系。通过断裂岩的研究确定了映秀-北川断裂带存在着摩擦熔融、热增压、动态润滑和机械润滑等多种断裂滑移机制。低温热年代学的研究推断映秀-北川断裂带的形成时代为15～10Ma,自形成以来,映秀-北川断裂带的长期活动控制着龙门山的快速隆升。断裂带五个不同断裂岩组合的内部结构带,可能与龙门山不同的隆升速率期有着一定的联系。 展开更多
关键词 汶川地震 映秀-北川断裂带 结构 隆升 龙门山
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汶川地震断裂带多次地震活动新证据 被引量：9
6
作者 裴军令 周在征 +4 位作者 李海兵 王焕 刘锋 盛美 赵越 《中国地质》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期43-55,共13页
虹口乡八角庙出露完整的映秀—北川断裂带剖面断层岩,高分辨率磁化率测试揭示出多个具有高磁化率特征的断层岩带。系统的岩石磁学分析证明一层褐色断层岩相对围岩具有最大的磁化率值,存在新生成的磁铁矿和拥有相似的天然剩磁(NRM)和非... 虹口乡八角庙出露完整的映秀—北川断裂带剖面断层岩,高分辨率磁化率测试揭示出多个具有高磁化率特征的断层岩带。系统的岩石磁学分析证明一层褐色断层岩相对围岩具有最大的磁化率值,存在新生成的磁铁矿和拥有相似的天然剩磁(NRM)和非磁滞剩磁(ARM)强度衰减过程。高磁化率特征是含铁顺磁性矿物受到断层滑移过程产生摩擦生热作用生成磁铁矿所致。同时断层岩还获得了热剩磁,记录了地震活动磁学信息。结合汶川地震科学钻探项目1号孔(WFSD-1)磁化率和岩石磁学研究结果,说明映秀—北川断裂带包含多层具有高磁化率特征的断层岩,暗示了多次强震的发生。具有高磁化率特征的断层岩可以作为判定地震活动的标志之一。 展开更多
关键词 汶川地震断裂带 映秀—北川断裂带 断层岩 磁化率 摩擦生热
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汶川地震科学钻探2号孔(WFSD-2)随钻泥浆氢和汞浓度与断裂构造关系 被引量：7
7
作者 张彬 刘耀炜 +3 位作者 方震 官致君 张磊 郭丽爽 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期1771-1781,共11页
以WFSD-2钻孔为研究对象,分析了随钻泥浆氢(H_2)和汞(Hg)浓度特征,在垂向上存在显著不均匀性,出现多段浓度异常高值.研究表明:(1)H_2和Hg浓度异常与次级断裂和岩石构造性质有较大关系,以断裂带或破碎带为通道运移而产生高值异常;(2)随... 以WFSD-2钻孔为研究对象,分析了随钻泥浆氢(H_2)和汞(Hg)浓度特征,在垂向上存在显著不均匀性,出现多段浓度异常高值.研究表明:(1)H_2和Hg浓度异常与次级断裂和岩石构造性质有较大关系,以断裂带或破碎带为通道运移而产生高值异常;(2)随钻泥浆H_2和Hg浓度特征暗示了汶川地震WFSD-2孔中主滑移带位置,表明随钻流体特征是识别地下裂隙带、破碎带或断裂带的途径之一;(3)H_2和Hg浓度异常还可能与构造块体边界强震活动和断裂带近场中等地震活动有关.本文研究结果为分析大震过程中深部流体活动行为提供了H_2和Hg地球化学特征依据,对地震前兆机理研究也具有重要的参考价值. 展开更多
关键词 汶川地震 科学钻探 映秀—北川断裂带 氢气 汞
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龙门山断裂带晚三叠世大地震的孕震深度和环境的岩石磁学证据
8
作者 张蕾 李海兵 +5 位作者 孙知明 周祐民 曹勇 王焕 郑勇 司家亮 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期3984-3997,共14页
假玄武玻璃可以形成于深部孕震带到近地表的不同深度,确定其形成深度对揭示断裂带力学性质和大地震孕震环境具有重要意义。本文以龙门山映秀-北川断裂带南段八角庙出露的晚三叠世假玄武玻璃及其围岩(碎裂岩和初碎裂岩)为研究对象,通过... 假玄武玻璃可以形成于深部孕震带到近地表的不同深度,确定其形成深度对揭示断裂带力学性质和大地震孕震环境具有重要意义。本文以龙门山映秀-北川断裂带南段八角庙出露的晚三叠世假玄武玻璃及其围岩(碎裂岩和初碎裂岩)为研究对象,通过岩石磁学、显微结构和地球化学测试,探讨了龙门山断裂带晚三叠世大地震的孕震深度和孕震环境。岩石磁学结果表明,假玄武玻璃和碎裂岩中主要磁性矿物是磁铁矿、单斜磁黄铁矿和顺磁性矿物;初碎裂岩中主要磁性矿物是磁铁矿和顺磁性矿物。假玄武玻璃具有高磁化率值特征,其形成的主要原因是顺磁性矿物在同震摩擦热作用下生成了磁铁矿和单斜磁黄铁矿。磁性矿物的转换过程指示了含有硫化物的弱流体作用的还原性的孕震环境。热磁曲线(χ-T)测试结果揭示了初碎裂岩在自然界中经历的最高温度约为275~300℃,根据地温梯度推算初碎裂岩和假玄武玻璃的形成深度为12.8~14.0km。根据孕震深度、假玄武玻璃构特征和地震机制估算,龙门山断裂带孕震深度的正应力σ≤240.2~264.1MPa,剪应力τ≤144.1~158.5MPa。龙门山断裂带在其漫长的演化过程中发生了多次大地震活动,其中在孕震深度(<14km)固结的碎裂岩带内形成的假玄武玻璃比较容易保存在地震断裂带内,并记录了深部较强的应力特征和弱流体作用的还原性环境。 展开更多
关键词 假玄武玻璃 岩石磁学 孕震深度和环境 映秀-北川断裂带
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2008年汶川地震(Ms8.0)非对称同震破碎带的确定：来自WFSD-1随钻流体的证据 被引量：2
9
作者 龚正 李海兵 +6 位作者 劳昌玲 唐力君 罗立强 李成龙 云锟 张佳佳 王雷振 《中国地质》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期480-494,共15页
地震过程中相当可观的一部分能量消耗于裂隙的活化与形成,来自汶川地震断裂带科学钻探一号孔(WFSD-1)的随钻流体表明,地震新形成的裂隙对应有较强的流体异常,它们为流体的入侵提供了良好的通道。随钻流体呈非对称性分布于主滑移面的两侧... 地震过程中相当可观的一部分能量消耗于裂隙的活化与形成,来自汶川地震断裂带科学钻探一号孔(WFSD-1)的随钻流体表明,地震新形成的裂隙对应有较强的流体异常,它们为流体的入侵提供了良好的通道。随钻流体呈非对称性分布于主滑移面的两侧,主要的流体异常带集中在主滑移带下方须家河组顶部120 m范围内,该带中气体的含量以及变动的频率明显高于上部相同的宽度范围以及下部沉积岩层,来自地球物理测井的资料同样显示这一带破碎严重并伴随有大量水的侵入,暗示汶川地震形成的裂隙具有非对称性分布的特征。这一特征可能同时受控于断裂上盘彭灌杂岩与下盘须家河组岩层的力学性质差异以及地震破裂过程中形成的非对称性应力分布。 展开更多
关键词 随钻流体异常 同震破碎带 非对称 汶川地震 映秀—北川断裂带 WFSD-1
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龙门山断裂带脆塑性转化带内花岗岩的微量水分布特征及其在地震孕育中的作用 被引量：2
10
作者 韩亮 周永胜 李海兵 《地球物理学进展》 CSCD 北大核心 2015年第6期2463-2473,共11页
本文采集了映秀—北川断裂带南段出露的发生韧性变形的花岗岩样品,分析了脆塑性转化带内的岩石变形特征、变形温度和流动应力,并利用傅里叶红外吸收光谱仪(FITR)重点对石英和长石进行了测试.研究表明,龙门山断裂带深部发生过局部化塑性... 本文采集了映秀—北川断裂带南段出露的发生韧性变形的花岗岩样品,分析了脆塑性转化带内的岩石变形特征、变形温度和流动应力,并利用傅里叶红外吸收光谱仪(FITR)重点对石英和长石进行了测试.研究表明,龙门山断裂带深部发生过局部化塑性流动,以中、高温位错蠕变机制为主,重结晶细粒石英的粒度约15~100μm,估算得到的流动应力约15~80MPa.石英和长石内的微量水由晶体缺陷水、颗粒边界水和少量的包裹体水构成,两者的红外吸收光谱特点非常相似,主要吸收峰出现在波数3400cm^(-1)附近,次要吸收峰主要分布在波数3050cm^(-1)、3200cm^(-1)、3300cm^(-1)、3380cm^(-1)、3430cm^(-1)、3600cm^(-1)、3650cm^(-1)和3730cm^(-1)附近.花岗片麻岩内石英的水含量0.004~0.019wt%,长石的水含量0.013~0.043wt%;花岗初糜棱岩中石英的水含量0.004~0.018wt%,长石的水含量0.029~0.069wt%,愈合片麻岩中裂缝的早期石英脉中的细粒石英的水含量0.003~0.014wt%,发生半脆性-脆性变形的晚期石英脉的水含量0.016~0.032wt%.通过与前人的研究对比,认为龙门山地区韧性剪切带内微量水含量随变形程度增加而升高,弱化了脆塑性转化带内断层中心岩石流变强度,提高断层的应变速率,加强了脆塑性转化带向脆性域底部的闭锁断层的应变传递作用.对于难以滑动的高角度逆断层,这有利于强震在中地壳深度附近的孕育和发生. 展开更多
关键词 龙门山断裂带 映秀-北川断裂 脆塑性转化带 微量水含量 流变强度
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