地震断层新标志的识别及其对地震断层活动的指示意义

The earthquake fault fossils are of great significant to investigate the physical/chemical process during the fault slip. the relationship between pseudotachylyte and earthquake fault activity has been accepted for many years. Various new fault fossils have been proposed with the scientific drilling projects constructed on the well-known destructive earthquake faults. Because graphite is a relatively stable mineral, the localized enrichment of graphite in thin slip zones could indicate transient frictional heating during ancient seismic events. In combination of general and new analytical methods, the project will select several different kinds of active earthquake faults, try to detect the different earthquake fossils (such as graphite, magmatic susceptibility anomalies and fault mirror etc., ) to investigate the physical/chemical process during the slip in view of the compositions, structures and deformation features.

地震断层标志保存了从地壳浅部到深部的地震断层带活动的物理化学过程信息，具有极其重要的科学意义。最早识别的地震断层标志是假玄武玻璃，其对地震断层活动的指向意义已获得公认；新近钻探工程的实施获取了大量深部的地震地质信息，也识别出许多新的地震标志。石墨化过程具有不可逆性，且形成的结构不受后期退变质作用的影响，可以记录变质作用的峰值状态，因此将有望成为极佳的地震断层标志物。本项目拟立足现有研究，选取典型的活跃地震断层带，以断层带内不同类型地震断层标志（石墨化、磁化率异常、断层镜面等）为研究对象，综合利用各种常规及最新实验分析方法，结合室内精准摩擦实验技术，展开综合性精细对比研究，通过揭示地震标志物的成分、结构及变形特征，为探寻地震断层在滑移期间及间震期遭受的物理化学过程提供新的有力证据。

地震断层标志保存了从地壳浅部到深部的地震断层带活动的物理化学过程信息，具有极其重要的科学意义。项目选取典型的活跃地震断层带，以断层带内不同类型地震断层标志（石墨化、磁化率异常、断层镜面等）为研究对象，综合利用各种常规及最新实验分析方法，结合室内摩擦实验技术，展开综合性精细对比研究，通过揭示地震标志物的成分、结构及变形特征，为探寻地震断层在滑移期间及间震期遭受的物理化学过程提供新的有力证据。项目执行期间，针对特定科学问题完成了台湾中央大学地球科学系断层带实验室实验设备的升级改造，初步完成了中国大陆鲜水河大型走滑断裂带、台湾地区池上断层和金门岛闪电熔岩的分析工作。对池上断层的分析在约3毫米厚滑移带内识别出非晶质物质，根据其赋存特征，推断为断层剪切成因，而赋存形态则反映了脆-韧性综合变形期间的应变耗散特征，由此提出断层剪切产生的非晶化过程对于断层物理、化学和矿物特征均有重要的影响，进而对于断层强度及发震机制均具有特定的意义；鲜水河断裂带乾宁段新鲜地表剖面的分析显示断裂带呈单核对称结构，黑色断层泥至少代表13期古地震事件，最新一次古地震事件表现出热增压弱化机制的参与，且地震主滑动带呈向碎裂岩方向迁移趋势，推测断层在滑动过程中更趋向于向弱矿物含量高、强矿物含量低的围岩一侧迁移；金门闪电熔岩在岩石碎裂熔化、流体充填和矿物形成等诸多方面呈现出与地震熔岩相似的特征，为我们更深入认识深部地震带流体-岩石作用机制提供了新颖的视角和探查窗口。关于逆断层和正断层的滑移带样品测试分析尚在进行中。