基岩区断层物质微观特征及形成机制

本项目以断层物质为研究对象。拟选择研究映秀-北川断裂的断层岩类型，断层面擦痕，脉体穿插，断层岩的结构构造和运动学指向标志等宏观特征；在此基础上，采用多种测试方法对主要滑移带断层物质的微观变形特征如碎屑优选方位，粒度分布，剪切指向标志，粘土矿物的组合，混层，多型，组构和滑移面上的纳米物质等进行测量分析，研究确定映秀-北川断裂活动的期次（含不同期次的主应力方位和滑动方向），辅以剪切模拟实验产物特征相对比，研究确定断层物质微观特征与断层活动性质（滑动方向、粘滑、蠕滑、强度等）的关系，进而研究和探索断层泥粘土矿物转化与地震能转换的相关性；最后利用TL,OSL,ESR对断层物质和Ca膜进行年代测定。综合分析上述资料，确定映秀-北川断裂活动的期次，性质和年代。这不仅对活动断裂的地震危险性评价、计算大震重复周期和断层段落划分具有非常重要的意义，而且可为重大工程选址和抗震设计提供可靠的依据。

本项目基于定性和定量的分析手段，对汶川和郯庐断裂地震断层泥的矿物组成、矿物多型、及微结构特征等进行了系统研究。同时对地震滑坡的滑动机制进行了模拟分析，并研究了滑坡区域分布特征及其地震动参数的关系等。. 研究结果表明：（1）在地震断层泥的中心部位发育两条方向平行于断层主剪切方向的Y剪切，两条Y剪切之间的区域宽约3-5 mm，，在该区域中还发育一系列的典型微结构特征，尤其是碎屑机械旋转和周围形成的空隙。它可作为判断断层滑动性质的一种指示。（2) 在汶川地震断层泥滑动摩擦面上发育许多微-纳米单体颗粒以及形态各异、空间分布复杂的微-纳米颗粒组合体，包括条带状结构、面状或层状结构、散布状结构以及堆积结构， 可作为判定古地震一种标志。（3）汶川断层泥中的石英和长石含量明显低于围岩，而黏土含量明显高于围岩，而黏土矿物中，断层泥中伊利石含量和伊利石/蒙脱石混层比明显高于、而伊利石/蒙脱石混层明显低于上、下盘围岩，这种断层泥与围岩矿物组成的差异，可能是地震断层滑动摩擦增温的结果，这提供了一个由地震作用使伊利石/蒙脱石混层转化为伊利石的新例证。（4）郯庐断裂断层泥伊利石形成温度低于200℃，结合伊利石定向排列特点认为该断层泥伊利石特征是断层最后一次活动（蠕滑）形成的。这就意未着该断层未来发生大地震的可能性较小。因此研究断层泥中的伊利石的多型、晶胞参数及化学组成对于判断断层活动方式具有十分重要的意义（5）建立了地震滑坡滑坡机制模拟、滑坡区域分布特征与地震动参数的关系和地震垂直加速度分量对滑坡发生机制的影响程度。. 本项目通过对断层泥的研究为今后进一步研究活断层提供了另一种判断断层活动方式的标准，具有重要的理论意义和实用价值。而地震滑坡的相关研究成果，既可以为未来地震滑坡灾害的评估提供技术支持，也可以为地震灾区的灾后重建提供依据。