断层愈合的精细结构对断层力学性质影响的研究

In order to get the mechanical property of the fault and its effection on the earth quake and fault sliding,this project will focus on the samples collecting from the fault outcrops in the Wenchuan earthquake fault and the cores of seientific holes drilled by"Wenchuan Fault Scientific Drilling". Using Scanning Electorn Microscope,Transmission Electorn Microscope,Cathode Luminescence microscope and so on, We will study the mechanical property of the fault by studying the fine structure developed during the fault healing,which could explan the characteristics of the Wenchuan earthquake duiring coseismic rupture and fault sliding.We will carefully find the amorphous material,pressure solution,and the kind of pore in the fault gouge.In addition,we will study the deformation mechanism and the growth structure for calcite veins in fault gouges and cataclastie,and estimate the stress of the fault in the past according to the statistics of the density of dislocations and twins.Based on the geological data and the results of Wenchuan earthquake Scientifical Drilling project.We try to construct a more accuate strength profile of the shallow crust.According to the results between Wenchuan earthquake fault and the San Anderas fault,we could get a more comprehensive veiw of the seismic fault sliding.

为了研究断层力学性质在地震孕育和摩擦滑动中的作用，本申请以汶川地震断层带的地表露头和汶川地震科学钻探（WFSD）的岩芯为研究对象，利用电子显微镜（SEM、TEM）、X射线能谱分析仪（EDS）等测试仪器，把断层愈合过程中形成的精细结构作为突破口，研究其对断层力学性质的影响，来解释汶川地震在同震破裂和滑动中表现出的不同特点。重点关注断层泥内发生的压溶作用、孔隙类型和非晶质物质。另外，分析断层泥以内以及碎裂岩内的方解石脉体的变形机制和生长结构，统计其内的机械双晶密度和位错密度，采用古应力计估算其变形时的应力。综合该地区地质资料和钻探数据，建立一个更为准确的浅部地壳断层强度剖面。通过与美国圣安德烈斯断层的研究成果对比，更全面的理解断层力学性质在地震断层活动中的作用。

该研究以中国四川龙门山地区的映秀-北川断裂带为研究对象，分别选择了一条中生代时期发生韧性变形的露头和汶川地震地表破裂待切过的基岩脆性断层，研究不同深度层次的断层愈合作用及其对断层力学性质的影响。.对韧性剪切带的研究表明，发生了中温位错蠕变变形机制为主的非均匀塑形变形，断层带经历了一次短暂的脆性变形，随后在震后蠕变过程中逐渐被愈合。通过建立含孔隙流体压力的地壳流变结构，断层中心存在高压流体能够显著弱化断层强度，增加脆塑性转化深度。这指示了脆性域内的同震滑动引发的高应变速率传递到脆塑形转化带可能引发暂时的脆性破裂。摩擦滑动从不稳定向稳定滑动的转化温度（花岗岩质岩石约为350℃）控制着强震成核的最大深度。. 汶川地震同震断裂带八角庙断层露头长约200米，它包由一段很窄的同震剪切带和很宽的老断层角砾岩带构成. 角砾岩大部分的细粒基质由破碎的原岩和少量的粘土矿物构成，粘土矿物里含有更多的伊利石和绿泥石。角砾岩带内裂缝和微裂隙被石英脉、碳酸盐脉和碳质泥脉和断层泥脉充填愈合。根据这些脉体相互接触交替的结构特征，给出了愈合断层不同活动流体的先后顺序.