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断裂带中古地震滑动的岩石记录 被引量:11
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作者 王焕 李海兵 《地球学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期135-156,共22页
大量的野外观察和实验研究表明,高应变速率的变形作用会在岩石中留下特殊的构造特征。地震作为一种断层快速破裂变形行为,在其作用过程中会使震源及邻近岩石变形从而产生一些特征构造及矿物相组合。剥露地表的断裂带为研究地震相关变形... 大量的野外观察和实验研究表明,高应变速率的变形作用会在岩石中留下特殊的构造特征。地震作为一种断层快速破裂变形行为,在其作用过程中会使震源及邻近岩石变形从而产生一些特征构造及矿物相组合。剥露地表的断裂带为研究地震相关变形及过程提供了很好的物质材料。识别其中的地震滑动标志,对于确定古地震事件及其发生的机制具有重要意义。Cowan(1999)将断层快速滑动摩擦使得断层面岩石熔融产生的假玄武玻璃作为断层中记录地震滑动的唯一可靠的标识。近年来断裂岩研究取得的一系列重大进展揭示,断层发生地震滑动造成的多种构造产物均可记录其滑动的信息,如碳酸岩和含水硅酸岩的脱挥发分作用、微量元素迁移特征、有机质成熟度、断层镜面构造、液化粒状流、碎屑-皮层集合体、同震晶体塑性变形以及非晶质物质等。此外,与地震破裂传播有关的、在极端瞬态应力条件下形成的,如注入脉、碎粉化作用等特征也可以作为地震发生的岩石记录。因此假玄武玻璃不再是地震破裂的唯一指示物。断层滑动速率在10–4~101 m/s范围内几乎都是动态的,也就是说在实验中10–4 m/s的滑动速率可能指示着地震滑动。本文总结地震滑动和破裂的岩石记录,对认识地震发生机制和完善地震断裂理论具有极其重要的意义。 展开更多
关键词 断裂岩 快速滑动 假玄武玻璃 古地震 构造特征
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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
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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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两广云开大山地区开合旋回转换与金成矿作用的关系 被引量:24
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作者 邱小平 《地质通报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第3期272-278,共7页
开合构造是总结地壳或岩石圈水平扩张和压缩运动规律的一种大地构造观点,开合构造旋回代表了地壳或岩石圈的汇聚、离散和平移等宏观构造运动形式,以及由此引发的壳幔物质相互作用、沉积作用、变形与变质作用、熔融或重熔的岩浆活动、构... 开合构造是总结地壳或岩石圈水平扩张和压缩运动规律的一种大地构造观点,开合构造旋回代表了地壳或岩石圈的汇聚、离散和平移等宏观构造运动形式,以及由此引发的壳幔物质相互作用、沉积作用、变形与变质作用、熔融或重熔的岩浆活动、构造流体运移的过程。因此,开合构造运动促使地球表层成矿物质活化、迁移、聚集和成矿。对于多数内生金属矿床而言,特别是贵金属矿床,其主成矿期发生在开合构造由压缩向扩张快速过渡转变的时期,油气等非金属矿产则形成于扩张时期。成矿与容矿主断层多数都属于压性或压扭性向张性转换的复杂断层。云开地区自新元古代以来经历了多旋回的开合构造运动,产生了一系列不同期次、不同类型的金银矿床。 展开更多
关键词 开合旋回转换 金矿成矿作用 韧性剪切带 玻状岩 河台金矿 广东
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假玄武玻璃及其形成过程和机制综述 被引量:12
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作者 张进江 郑亚东 《地质科技情报》 CAS CSCD 北大核心 1995年第4期22-28,共7页
对假玄武玻璃的概念和特征以及形成环境和产状作了综合性描述,并对其摩擦熔融成因进行了论证。对假玄武玻璃的形成过程和形成机制以及形成假玄武玻璃的地震断层的动力机制、活动方式和脉动性质进行了深入探讨;同时对母岩矿物性质和流... 对假玄武玻璃的概念和特征以及形成环境和产状作了综合性描述,并对其摩擦熔融成因进行了论证。对假玄武玻璃的形成过程和形成机制以及形成假玄武玻璃的地震断层的动力机制、活动方式和脉动性质进行了深入探讨;同时对母岩矿物性质和流体对假玄武玻璃形成的影响进行了分析;概述了假玄武玻璃形成过程中的化学成分变化,最后提出了有待进一步研究的几个问题。 展开更多
关键词 假玄武玻璃 地震断层 形成机制 摩擦熔融 矿物
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桐柏—大别造山带内与脆性-韧性剪切带共生的假玄武玻璃的发现及意义 被引量:9
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作者 林爱明 孙知明 杨振宇 《地质学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期373-378,T003,T004,共8页
在桐柏—大别造山带大河镇剪切带中首次发现与碎裂岩和糜棱岩共生的两种不同类型的假玄武玻璃。野外产状及显微结构的研究表明与碎裂岩共生的假玄武玻璃产出于以脆性破裂为主的断层浅部(<15km),而与糜棱岩共生的假玄武玻璃则产出于... 在桐柏—大别造山带大河镇剪切带中首次发现与碎裂岩和糜棱岩共生的两种不同类型的假玄武玻璃。野外产状及显微结构的研究表明与碎裂岩共生的假玄武玻璃产出于以脆性破裂为主的断层浅部(<15km),而与糜棱岩共生的假玄武玻璃则产出于以韧性变形为主的断层深部(>15 km)。这两种类型的假玄武玻璃均含有熔解起源的自形微晶体,圆形或港湾状的碎片,流动结构和部分玻璃质基质。假玄武玻璃与碎裂岩和糜棱岩共生的现象说明在桐柏—大别造山带形成和隆起过程中同一断层剪切带内大地震重复发生。大河镇假玄武玻璃的研究可对大陆型大地震的发震机制及地壳浅部的脆性变形领域到深部的塑性变形领域的地震断层的破裂过程和力学性质的研究提供重要信息。 展开更多
关键词 脆性-韧性剪切带 假玄武玻璃 地震断层 大河镇剪切带 桐柏-大别造山带 显微构造 成因
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龙门山断裂带大地震孕震环境的岩石磁学证据 被引量:9
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作者 张蕾 李海兵 +5 位作者 孙知明 周祐民 曹勇 王焕 叶小舟 何祥丽 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期1715-1727,共13页
地震断裂带的孕震环境对于研究地震的发生至关重要.本文以汶川地震断裂带科学钻探2号(WFSD-2)钻孔岩心中的假玄武玻璃、碎裂岩及其围岩为研究对象,通过岩石磁学测试,并结合显微结构观察探讨龙门山断裂带大地震的孕震环境.WFSD-2岩心碎... 地震断裂带的孕震环境对于研究地震的发生至关重要.本文以汶川地震断裂带科学钻探2号(WFSD-2)钻孔岩心中的假玄武玻璃、碎裂岩及其围岩为研究对象,通过岩石磁学测试,并结合显微结构观察探讨龙门山断裂带大地震的孕震环境.WFSD-2岩心碎裂岩中的假玄武玻璃是龙门山断裂带曾经发生过大地震活动的岩石学证据,假玄武玻璃具有高磁化率特征,而碎裂岩的磁化率值与围岩相似,假玄武玻璃中的新生磁铁矿是其高磁化率值异常的重要原因之一.假玄武玻璃中较少量的新生磁铁矿暗示了假玄武玻璃的生成环境为含氧量较低的高温还原环境.大地震断裂的摩擦热是改变龙门山断裂带中假玄武玻璃岩石磁学特征的主导因素,流体作用较弱.无高磁化率异常的碎裂岩经历的温度小于300℃,推测假玄武玻璃的生成深度较深.WFSD-2岩心中20余层假玄武玻璃脉体证明映秀—北川断裂带是一条长期活跃的断裂带,龙门山断裂带上曾经发生了多次大地震断裂活动,这些大地震可能发生在深度较大、流体作用较弱的还原性孕震环境中. 展开更多
关键词 假玄武玻璃 碎裂岩 岩石磁学 大地震活动 龙门山断裂带
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龙门山断裂带假玄武玻璃特征及断层弱化机制的探讨 被引量:7
7
作者 王焕 李海兵 +3 位作者 张蕾 孙知明 司家亮 裴军令 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期1698-1714,共17页
与断层相关的假玄武玻璃被认为是地震化石,记录了地震发生过程和断裂机制的重要信息,对认识断层地震活动性具有重要意义.本文综合地表露头及汶川科钻(WFSD-1、WFSD-2)岩心研究,对映秀—北川断裂带南段彭灌杂岩中发育的假玄武玻璃进行详... 与断层相关的假玄武玻璃被认为是地震化石,记录了地震发生过程和断裂机制的重要信息,对认识断层地震活动性具有重要意义.本文综合地表露头及汶川科钻(WFSD-1、WFSD-2)岩心研究,对映秀—北川断裂带南段彭灌杂岩中发育的假玄武玻璃进行详细的结构、构造及矿物成分分析.这些假玄武玻璃以断层脉和单个/网状贯入脉的形式产出,厚度由几毫米到数十厘米不等,与碎裂岩和超碎裂岩相伴生.显微结构观察发现假玄武玻璃中发育大量熔融特征构造,如港湾状熔蚀边、蜂窝状气孔构造、黏滞性流动构造以及针状、球粒状、羽状、纤维状、粒状等多种形态的微晶及微晶集合体,表明其为断层滑动摩擦熔融的产物,指示摩擦熔融润滑是断层滑动过程中最主要的弱化机制.同时热增压和机械润滑机制可能存在于断层滑动的不同阶段.此外,从野外和显微镜下都观察到假玄武玻璃脉具有浅灰、深灰、浅褐、棕褐色及黑色等不同的颜色,可能代表着不同程度的脱玻化作用,并且不同颜色有相互穿插交切关系,可能指示存在多期假玄武玻璃,也就是说,产生假玄武玻璃的大地震事件沿映秀—北川断裂带重复发生.最近的研究认为这些假玄武玻璃形成于晚三叠世时期地下~10—15km深度.结合须家河组地层中发育的厚层断层泥和角砾岩,~180—280m宽的映秀—北川断裂岩带是断裂长期活动演化的产物.作为龙门山地区最陡峭的地形边界,映秀—北川断裂带长期地震活动造成的地壳缩短加厚可能是龙门山快速隆升的主要原因. 展开更多
关键词 龙门山 假玄武玻璃 弱化机制 隆升 汶川科钻
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嵩山地区假玄武玻璃的发现及其古地震意义 被引量:6
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作者 侯广顺 夏含峰 +4 位作者 曹高社 司荣军 庞绪成 王珠峰 何军华 《河南理工大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2013年第2期151-155,共5页
与断层相关的假玄武玻璃是地震作用的产物,是古地震的可靠记录.登封大断层是嵩山地区的主要断层之一,在登封大断层的分支断层及断层破碎带内首次发现了假玄武玻璃.假玄武玻璃呈黑色,以脉状、网脉状和树枝状贯穿石秤钾长花岗岩体.断层带... 与断层相关的假玄武玻璃是地震作用的产物,是古地震的可靠记录.登封大断层是嵩山地区的主要断层之一,在登封大断层的分支断层及断层破碎带内首次发现了假玄武玻璃.假玄武玻璃呈黑色,以脉状、网脉状和树枝状贯穿石秤钾长花岗岩体.断层带内还发育有未固结的红色断层泥.显微镜下研究表明,假玄武玻璃中的碎屑颗粒以碎裂成因的钾长花岗岩为主,还有部分碎屑颗粒呈港湾状的熔蚀结构.这表明假玄武玻璃的成因以同震断层的碎裂作用为主,伴随有少量的高温熔融过程.古文献记录表明,夏代末年偃师-登封地区有大地震活动,结合未固结的断层泥特征,该地区的地震活动可能与登封大断层的活动有关. 展开更多
关键词 假玄武玻璃 古地震 登封大断层 嵩山地区
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Raman spectral analysis and genetic mechanism of pseudotachylyte in Xiaoqinling detachment fault 被引量:3
9
作者 张进江 刘树文 +4 位作者 郑亚东 陈晶 石铨曾 尉向东 薛良伟 《Science China Earth Sciences》 SCIE EI CAS 1998年第3期242-247,共6页
Veins and clasts of pseudotachylyte developed in the microbreccias of the detachment fault along the boundary of the Xiaoqinling metamorphic core complex. The Raman spectral analysis shows that there are three kinds o... Veins and clasts of pseudotachylyte developed in the microbreccias of the detachment fault along the boundary of the Xiaoqinling metamorphic core complex. The Raman spectral analysis shows that there are three kinds of textures in the matrices of the pseudotachylyte, i.e. ultracataclastic fine grained texture, cryptocrystalline texture and both of them with minute quantity of glass. The three different textures are the results of different degrees of ultracataclasis. This demonstrates that ultracataclasis comminution melting is the genetic mechanism of the pseudotachylytes in the Xiaoqinling detachment fault and the ultracataclasis comminution dominates in their formation. 展开更多
关键词 pseudotachylytE RAMAN SPECTRAL analysis ultracataclasis GENETIC mechanism.
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龙门山造山带的早期活动及其对造山作用的启示 被引量:5
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作者 郑勇 李海兵 +2 位作者 王焕 张蕾 李成龙 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期3957-3972,共16页
2008年汶川地震后,在映秀-北川同震地表破裂带南段虹口乡八角庙地区发现有假玄武玻璃出露于~240m宽的断裂带内,代表了断裂带以往地震和断裂活动的直接产物。这套假玄武玻璃的高温熔融成因得到了元素地球化学和熔融结构的证实。玻璃基质... 2008年汶川地震后,在映秀-北川同震地表破裂带南段虹口乡八角庙地区发现有假玄武玻璃出露于~240m宽的断裂带内,代表了断裂带以往地震和断裂活动的直接产物。这套假玄武玻璃的高温熔融成因得到了元素地球化学和熔融结构的证实。玻璃基质、蚀变矿物和碎屑斑晶的化学分析显示假玄武玻璃继承了碎裂岩/超碎裂岩围岩的主要化学成分,除石英外,主要由长石和云母两种端员组分选择性熔融形成,并呈现出了化学组分分布的不均一性。假玄武玻璃的锆石U-Pb和玻璃基质^(40)Ar/^(39)Ar定年结果证实映秀-北川断裂的古地震发生于229~216Ma的中-晚三叠世,并具有11~14km的震源深度,表明映秀-北川断裂的早期活动始于印支期的造山运动。伴随着印支造山运动的发生,龙门山断裂带形成了其初始构造框架,并对之后的构造演化产生了深远的影响。 展开更多
关键词 龙门山 假玄武玻璃 锆石U—Pb 40^Ar/39^Ar定年 印支造山运动
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断裂熔融作用中单质铁的形成及其指示的孕震环境 被引量:5
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作者 张蕾 李海兵 +2 位作者 孙知明 曹勇 王焕 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1875-1891,共17页
目前缺乏来自于地震断裂带的假玄武玻璃的原始特征研究,制约着我们对地震孕震环境和地震发生机制的认识。本文以龙门山断裂带汶川科钻2号钻孔岩心的碎裂岩及花岗闪长岩为研究对象,通过氩气环境下的高温加热实验(最高温度达1750℃)、显... 目前缺乏来自于地震断裂带的假玄武玻璃的原始特征研究,制约着我们对地震孕震环境和地震发生机制的认识。本文以龙门山断裂带汶川科钻2号钻孔岩心的碎裂岩及花岗闪长岩为研究对象,通过氩气环境下的高温加热实验(最高温度达1750℃)、显微结构观察、地球化学分析和岩石磁学测试,探讨断裂熔融作用中单质铁的形成及其指示意义。花岗闪长岩和碎裂岩在1100℃时发生部分熔融作用,形成了非晶质和微晶;在≥1300℃时形成了大量单质铁组成的微球粒,可能是含铁矿物发生了以碳物质为还原剂的高温还原反应。高温实验后样品的磁化率值高于碎裂岩的磁化率值,新生成的磁铁矿是≤1100℃的样品高磁化率值的主要原因;熔融作用中形成的单质铁和少量的磁铁矿是≥1300℃样品高磁化率值的重要原因。结合前人对于快速摩擦实验熔体、地幔物质及陨石的研究,我们认为粘土矿物、硅酸盐矿物含量较多的断层泥在同震滑移中因热增压机制很难形成单质铁;而花岗岩、安山岩、辉长岩、闪长岩等岩浆岩和糜棱岩在流体作用弱和硫化物含量低的环境中易在大地震中形成单质铁。龙门山断裂带的假玄武玻璃的熔融温度≥1300℃,硫元素含量较低并发现有过剩铁元素。因此,表明龙门山断裂带的假玄武玻璃中可能形成了单质铁,其和磁铁矿是假玄武玻璃高磁化率值异常的重要原因,并指示了深部流体作用弱、硫化物含量低、还原性的孕震环境。 展开更多
关键词 假玄武玻璃 高温实验 孕震环境 大地震活动 龙门山断裂带
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断裂岩岩石磁学研究进展 被引量:5
12
作者 张蕾 李海兵 +1 位作者 孙知明 曹勇 《地球学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期157-172,共16页
断裂岩的岩石磁学研究可以揭示地震断裂作用的物理和化学环境,对于探讨地震断裂作用机制具有重要作用。本文在断裂岩岩石磁学最新文献的基础上,结合笔者及所在研究团队在龙门山断裂带获得的研究成果,综述了断裂岩的岩石磁学研究进展。... 断裂岩的岩石磁学研究可以揭示地震断裂作用的物理和化学环境,对于探讨地震断裂作用机制具有重要作用。本文在断裂岩岩石磁学最新文献的基础上,结合笔者及所在研究团队在龙门山断裂带获得的研究成果,综述了断裂岩的岩石磁学研究进展。大量研究发现断层泥和假玄武玻璃通常具有磁化率值或剩磁强度异常特征。顺磁性矿物在摩擦热或流体作用下形成新的铁磁性矿物是断层泥和假玄武玻璃高磁化率值或高剩磁强度的主要原因;地震断裂摩擦熔融作用中形成的单质铁是假玄武玻璃中高磁化率值或高剩磁强度异常的另一个重要原因。蠕滑断裂和出露于浅地表的断裂带中可见一些具有低磁化率值异常的断层泥,原因可能是流体作用或断裂带未经历高温摩擦热。断裂岩的岩石磁学研究为地震断裂带的应力应变、形成温度、摩擦热效应、流体作用、形成深度和氧化还原特征等提供了重要信息,可用于分析地震断裂的孕震和发震环境。综合岩石磁学测试和微米至纳米尺度的超显微学研究,并辅助地震断裂岩的摩擦实验、高温热模拟实验等研究可以更好地获得断裂岩的岩石磁学信息。 展开更多
关键词 假玄武玻璃 断层泥 岩石磁学 地震断裂作用
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龙门山逆冲带假玄武玻璃在其形成及后期抬升过程中的化学变化 被引量:5
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作者 王焕 李海兵 +1 位作者 司家亮 张蕾 《地球学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期199-211,共13页
假玄武玻璃作为地震断层摩擦熔融的产物记录了断层带内地震破裂的相关信息,是认识断层带形成过程及其活动历史的重要物质组成。钻探获取的地下深部的断层岩样品,免受地表物理化学风化,相对较为新鲜,能够提供更接近其形成时的相关信息。... 假玄武玻璃作为地震断层摩擦熔融的产物记录了断层带内地震破裂的相关信息,是认识断层带形成过程及其活动历史的重要物质组成。钻探获取的地下深部的断层岩样品,免受地表物理化学风化,相对较为新鲜,能够提供更接近其形成时的相关信息。本文以龙门山映秀—北川断裂带南段彭灌杂岩中发育多期假玄武玻璃为研究对象,应用扫描电镜、微区X射线荧光光谱(μXRF)岩心扫描仪以及布鲁克M4 TORNADO高性能微区X射线荧光光谱仪等仪器对虹口八角庙地表和汶川地震断裂带科学钻探(WFSD)岩心中发育的假玄武玻璃的化学组成进行对比研究。显微结构特征表明这些假玄武玻璃为地震断层快速滑动摩擦熔融的产物。化学元素对比分析结果显示,熔融物形成于高温还原环境下,其化学性质以高Fe、Ti、K值,低Si值为特征,并具高磁化率值的物理性质。地表假玄武玻璃经受表生流体作用,化学性质发生明显变化,以低K、Ti值和出现含Ca元素的新生矿物为特征。同时岩心中来自较深断层带的多期假玄武玻璃的成分差异也表明,大气水和地表水已沿断层带侵入到了585m以下或更深部位。因此在应用假玄武玻璃对地震断层瞬时滑动环境进行判断时需谨慎,应考虑其后期化学成分变化等造成的各种影响。 展开更多
关键词 假玄武玻璃 地球化学 μXRF 汶川地震断裂带科学钻探 龙门山
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汶川地震假玄武玻璃的特征、成因及其构造意义 被引量:3
14
作者 王焕 李海兵 +3 位作者 司家亮 裴军令 孙知明 张蕾 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期3833-3847,共15页
富流体的断层泥是浅部地震断层带中的特征岩石。一般认为,地震过程中摩擦热会导致粒间孔隙流体热膨胀增压,形成同震断层弱化(热增压机制),从而抑制摩擦熔融的发生。然而我们研究发现,在2008年汶川大地震(M_(W) 7.9)中断层浅部发生了摩... 富流体的断层泥是浅部地震断层带中的特征岩石。一般认为,地震过程中摩擦热会导致粒间孔隙流体热膨胀增压,形成同震断层弱化(热增压机制),从而抑制摩擦熔融的发生。然而我们研究发现,在2008年汶川大地震(M_(W) 7.9)中断层浅部发生了摩擦熔融。汶川地震发生一年后,我们在汶川地震断裂带科学钻探项目一号钻孔(WFSD-1)732.6m深处的断层泥中发现了厚度约2mm的假玄武玻璃(凝固的摩擦熔融物)。该假玄武玻璃形成的位置极浅,且产生于非固结的、富流体的断层泥中。从岩心来看,断层面可见镜面构造和同震擦痕。微构造分析显示,该假玄武玻璃主要由石英碎屑和由长石与黏土矿物熔融的非晶质基质组成,基质中发育众多不规则的微裂隙,并可见流动构造。化学成分分析显示,其基质富Ba且被重晶石(BaSO 4)小细脉切割,为同震及震后流体存在的证据。由于假玄武玻璃在流体存在的条件下会快速蚀变,且龙门山地区大地震复发周期为3000~6000年,因而这些完全未被蚀变的新鲜假玄武玻璃可能是最近一次大地震,即2008年汶川大地震的产物。针对钻孔中断层泥进行的高速摩擦试验,证实了在钻孔732m深度发生地震滑动的条件下确实会产生假玄武玻璃。因此WFSD-1钻孔732.6m的假玄武玻璃被认为是汶川地震的产物,代表了汶川地震主滑动带位置。这是首次在自然界中发现浅部含水断层泥摩擦熔融形成假玄武玻璃的实例,不仅对认识汶川大地震的发震机制、断层强度、应力迁移与破裂传播具有重要意义,而且有助于我们认识断裂带内浅部脆性区域的力学属性、岩石变形环境和变形机制,促进对地震滑动机制和破裂过程的认识。 展开更多
关键词 假玄武玻璃 显微构造 摩擦熔融 富流体断层泥 汶川地震
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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
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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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长乐-诏安断裂带形成时代的锆石U-Pb年代学约束及其地质意义 被引量:3
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作者 崔骁 王根厚 +4 位作者 马佳 刘得文 唐宇 范正哲 季雷 《科学技术与工程》 北大核心 2019年第18期58-67,共10页
为厘定长乐-诏安断裂带的形成时代及活动峰期,运用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱( LA-ICP-MS)锆石 U-Pb 测年法对平潭辉绿岩墙、二长花岗岩围岩及南日岛动力变质花岗闪长岩开展了测年工作,结果表明带内大规模花岗质岩石的形成与大型走... 为厘定长乐-诏安断裂带的形成时代及活动峰期,运用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱( LA-ICP-MS)锆石 U-Pb 测年法对平潭辉绿岩墙、二长花岗岩围岩及南日岛动力变质花岗闪长岩开展了测年工作,结果表明带内大规模花岗质岩石的形成与大型走滑活动是同期的,辉绿岩墙结晶年龄代表断裂带走滑剪切形成深切地壳张性破裂时间,辉绿岩中捕获的继承岩浆锆石年龄较老,最新结晶锆石年龄为 131 Ma,围岩的锆石年龄加权平均值为( 133. 4 ±0. 8) Ma,动力变质花岗岩锆石的年龄加权平均值为( 130. 3 ±1. 0) Ma。首次发现的假玄武玻璃是对早白垩世断裂带强烈活动形成的古地震事件的记录,该带的基底可能为华夏古陆的一部分,其初始形成时代主要为侏罗纪-早白垩纪。 展开更多
关键词 长乐-诏安断裂带 辉绿岩 走滑活动 假玄武玻璃 锆石U-PB测年
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假玄武玻璃年代学研究现状及其地震学指示意义 被引量:3
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作者 肖灯意 李德威 +1 位作者 罗文行 李华亮 《矿物岩石地球化学通报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期407-415,共9页
假玄武玻璃是一种呈暗色的微晶—隐晶质岩石,一般产于古地震断层滑动面,被认为是研究地震活动的"化石岩"。经过碎裂岩化或摩擦熔融,假玄武玻璃发育于从地表到岩石圈地幔的整个地震活动区,其年代学研究对于揭示某一地区古地震... 假玄武玻璃是一种呈暗色的微晶—隐晶质岩石,一般产于古地震断层滑动面,被认为是研究地震活动的"化石岩"。经过碎裂岩化或摩擦熔融,假玄武玻璃发育于从地表到岩石圈地幔的整个地震活动区,其年代学研究对于揭示某一地区古地震活动频次及发生规律有重要意义。假玄武玻璃的定年一般采用Rb-Sr4、0Ar-39Ar、裂变径迹等三种方法,但Sr的扩散性质、假玄武玻璃内部结构和成分的不均一性及其形成高温快速过程中锆石的退火行为等诸多因素,制约了以上三种方法的应用。文中总结了三种方法,分析了其适用范围和局限性,探讨了假玄武玻璃定年研究中最适用的方法和需注意的事项。最后,阐述了假玄武玻璃研究的地震学指示意义。 展开更多
关键词 假玄武玻璃 地震 RB-SR 40AR-39AR 裂变径迹
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Pseudotachylyte-Induced Weakness of Plate-Boundary Fault:Insight from the Indus-Tsangpo Suture between India and Asia
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作者 XU Zhiqin JI Shaocheng ZHOU Xin 《Acta Geologica Sinica(English Edition)》 SCIE CAS CSCD 2019年第1期1-11,共11页
Although the Indus-Tsangpo Suture(ITS) is the most spectacular thrust system of continent-continent collision in the world, fundamental questions about its strength evolution and deformation behavior transition remain... Although the Indus-Tsangpo Suture(ITS) is the most spectacular thrust system of continent-continent collision in the world, fundamental questions about its strength evolution and deformation behavior transition remain unanswered. Here we reported, for the first time, frictional melting-induced pseudotachylytes in the intensively deformed felsic rocks along the ITS zone in southern Tibet. This study reveals that pseudotachylytes induced profound weakness of the boundary fault between Indian and Asian plates. The intrinsically low strength of the foliated microlites crystallized from frictional melt or glass(i.e., pseudotachylyte) at seismogenic depths compared with the surrounding coarse-grained quartzofeldspathic rocks in the brittle and semi-brittle regime is sufficient to explain the localization of shear strain, the development of ductile shear zones embedded in strong wall rocks, and the transition from the strong to weak fault behaviors without invoking the presence of high fluid pressure or low friction coefficient metasomatic materials(e.g., smectite or lizardite) within the faults. 展开更多
关键词 pseudotachylytE MYLONITE fault strength strain localization Indus-Tsangpo SUTURE TIBET
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龙门山地震断裂带的热年代结果及其对断裂活动的指示 被引量:2
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作者 郑勇 李海兵 +4 位作者 王焕 司家亮 张蕾 李成龙 张佳佳 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期3542-3558,共17页
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... 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。 展开更多
关键词 断裂岩 热年代学 假玄武玻璃 多重扩散域 磷灰石裂变径迹
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断层带中假玄武玻璃成因机制及非稳态流变意义 被引量:2
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作者 李文元 曹淑云 《地质论评》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期1006-1032,共27页
假玄武玻璃呈玻璃质或隐晶质特性,常常与断层带相伴出现,其形成能有效地降低断层摩擦强度,被认为是古地震快速滑动的化石纪录。因此,对假玄武玻璃的研究对深入了解深部就位的断层变形和地震成因机制等具有重要意义。尽管国内外学者对假... 假玄武玻璃呈玻璃质或隐晶质特性,常常与断层带相伴出现,其形成能有效地降低断层摩擦强度,被认为是古地震快速滑动的化石纪录。因此,对假玄武玻璃的研究对深入了解深部就位的断层变形和地震成因机制等具有重要意义。尽管国内外学者对假玄武玻璃开展了长期的研究,也积累了丰富的资料,然而,由于天然假玄武玻璃非常少见或零星地被报道,再加上其形成环境和过程的复杂性,对假玄武玻璃的构造特征、形成环境和成因机制仍然存在诸多争议及亟待解决的关键科学问题。研究表明,假玄武玻璃可以发育在大陆岩石圈不同深度范围内,即中下地壳乃至上地幔以糜棱岩为主的韧性变形领域(>60 km),或中上地壳层次以碎裂岩为主的脆性变形域(<12 km)。越来越多证据也显示出在断层带的脆—韧性转换域中形成的假玄武玻璃跟浅源地震活动直接关联,也意味着中上地壳脆性变形和中下地壳塑性变形之间存在着更为复杂的耦合关联,同时对不同深部岩石强度和力学行为提出了挑战。对假玄武玻璃形成机制存在由断层面上的摩擦热导致的摩擦熔融体或仅仅是断层面岩石超碎裂粉碎作用认识的争议。而有研究认为干的环境有利于假玄武玻璃形成,因为流体的存在会降低断层面的有效正应力,不利于热量的积累以及摩擦熔融的进行;然而,另外一种观点认为流体的存在可以降低矿物熔融温度有利于断层摩擦熔融及形成假玄武玻璃。本文从假玄武玻璃的形成机制、形成深度、流体影响、形成后对断层强度的影响、以及保存与破坏机制几方面进行了最新总结,并对假玄武玻璃中非晶态物质的成因、脆—韧性转换带之下岩石的变形机制以及对陆壳强度的影响和非稳态流变意义进行探讨。 展开更多
关键词 假玄武玻璃 超碎裂—粉碎 摩擦熔融 断层弱化与强化 地震 流体作用
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