收藏本站
《中国地震局地质研究所》 2012年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

龙门山断裂脆塑性转化带内花岗岩的流体特征与裂缝愈合的实验模拟研究

韩亮  
【摘要】:汶川Mw7.9级大地震的发震断层具有高角度逆冲滑动特征。通过对高角度逆断层滑动的力学条件的分析表明,龙门山断裂深部可能存在高孔隙流体压力有利于断层的失稳滑动。利用现有的技术手段无法获得中地壳深度断层内的流体特征。龙门山断裂带是一条逆冲推覆的的构造带,这使得地质历史早期的龙门山断裂深部的彭灌杂岩体抬升到地表,并保留了当时的深部流体特征和变形特征。研究地表露头的变形花岗岩能够推断过去的龙门山地区的深部环境,从而了解过去该地区的深部强震孕育机理,这能够帮助理解现今龙门山地区类似汶川地震的强震的发生机理。 通过对汶川地震地表破裂带地质调查,在映秀-北川断裂南段和中段出露的韧性剪切带内采集了变形花岗岩样品,开展了石英的变形组构研究,确定断层脆塑性转化带岩石的变形温度,估算塑性流动应力。利用傅里叶变换红外吸收光谱仪(FTIR),研究变形花岗岩中主要矿物的微量水的赋存类型、含量和分布;利用显微冷热台和激光拉曼探针,测试了石英中的流体包裹体的成分、冰点和均一温度,估算了深部流体的捕获深度和孔隙流体压力。在考虑存在流体压力的情况下,初步建立了龙门山地区地壳流变结构,并讨论了高孔隙流体压力对断层滑动的影响。采用Carrara大理岩,在熔融盐固体介质三轴高温高压实验系统中开展断层带微裂缝愈合的模拟实验,研究了动态重结晶作用、水和应变对方解石裂隙愈合的影响。结合野外样品研究结果和大理岩微裂隙愈合的模拟实验,讨论了脆塑性转化带内石英的动态重结晶作用对断层带内裂缝的愈合的影响。 研究结果表明,映秀-北川断裂深部存在非均匀塑性流动,韧性剪切带中石英和长石以中温位错蠕变为主,变形的温度约400-500℃,流动应力约15-80MPa。断层核部的石英因动态重结晶而强烈细粒化,其变形机制转变为扩散蠕变。石英和长石内的微量水以晶体缺陷水、颗粒边界水和流体包裹体水的型式存在,其中石英的水含量约0.001wt%-0.031wt%,长石的水含量约0.004wt%-0.103wt%,水含量随岩石的应变增加而升高,表明断层带中心流体含量相对较高,流体对断层带内的岩石变形和断层滑动具有弱化作用。 根据石英中的NaCl-H2O体系的流体包裹体研究,得到包裹体水的捕获温度约330-350℃,流体压力约110-420Mpa,这种流体可能形成于接近18-19km深度。由此估计的深部断层带内的流体压力系数约为0.15-0.9,局部存在接近静岩压力的高压流体。基于不同流体压力系数建立的龙门山地区地壳流变结构显示,高压流体能够显著弱化断层强度,增加脆塑性转化带深度,导致在静水压条件下处于脆塑性转化带顶部的断层,在高压流体作用下能够发生脆性滑动。 Carrara大理岩微裂隙愈合实验表明,在室温和高应变速率下样品脆性破裂产生微裂隙,在高温和低应变速率条件下通过方解石的动态重结晶作用而愈合,水和大应变能够促进微裂缝愈合。动态重结晶作用引起裂隙愈合的机制,在映秀-北川断裂南段的韧性剪切带中也存在,表明这可能是脆塑性转化域内断层裂隙愈合的主要机制之一。这种愈合作用有利于断层带内高压流体的形成。
【学位授予单位】:中国地震局地质研究所
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:P589

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘顺;刘树根;宋春彦;李智武;邓宾;郭宾;田小彬;郝晓琳;;龙门山中央断裂运动学研究[J];成都理工大学学报(自然科学版);2008年04期
2 邓江红;龙门山中段映秀地区花岗岩单元特征[J];成都理工学院学报;1994年03期
3 胡新伟,王道永;映秀断裂带构造岩、显微构造及组构特征和形成机制讨论[J];成都理工学院学报;1995年04期
4 张沛;周祖翼;许长海;张青林;;川西龙门山彭灌杂岩地球化学特征:岩石成因与构造意义[J];大地构造与成矿学;2008年01期
5 李海兵;王宗秀;付小方;侯立玮;司家亮;邱祝礼;李宁;吴富峣;;2008年5月12日汶川地震(Ms8.0)地表破裂带的分布特征[J];中国地质;2008年05期
6 王震亮,孙明亮,张立宽,李耀华,张健;川西地区须家河组异常压力演化与天然气成藏模式[J];地球科学;2004年04期
7 熊绍柏,滕吉文,尹周勋,赖明惠,黄一平;攀西构造带南部地壳与上地幔结构的爆炸地震研究[J];地球物理学报;1986年03期
8 朱艾斓,徐锡伟,周永胜,尹京苑,甘卫军,陈桂华;川西地区小震重新定位及其活动构造意义[J];地球物理学报;2005年03期
9 张培震;徐锡伟;闻学泽;冉勇康;;2008年汶川8.0级地震发震断裂的滑动速率、复发周期和构造成因[J];地球物理学报;2008年04期
10 滕吉文;白登海;杨辉;闫雅芬;张洪双;张永谦;阮小敏;;2008汶川M_s8.0地震发生的深层过程和动力学响应[J];地球物理学报;2008年05期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 熊发挥;肖渊甫;黄耀宗;冯伟;牛刚;康从轩;;四川丹巴磨子沟金矿成矿模式浅析[J];四川有色金属;2009年02期
2 陈安国;姚大全;张有林;王行舟;郑颖平;李光;;汶川8.0级地震地表破裂[J];安徽地质;2008年04期
3 陈维毅;樊孝玉;孟大维;;大别山超高压榴辉岩中的结构水及其氢点缺陷的研究[J];安徽师范大学学报(自然科学版);2006年02期
4 龚建业;张志诚;张臣;郭召杰;王晓丰;;阿尔金断裂带东端断裂展布型式的研究[J];北京大学学报(自然科学版)网络版(预印本);2006年03期
5 张宇;潘金花;刘畅;郭召杰;;新甘交界北山地区大泉断裂走滑特征及ESR测年证据[J];北京大学学报(自然科学版)网络版(预印本);2008年01期
6 龚建业;张志诚;张臣;郭召杰;王晓丰;;阿尔金断裂带东端断裂展布型式的研究[J];北京大学学报(自然科学版);2007年02期
7 张宇;潘金花;刘畅;郭召杰;;新甘交界北山地区大泉断裂走滑特征及ESR测年证据[J];北京大学学报(自然科学版);2009年01期
8 崔效锋;胡幸平;俞春泉;陶开;王艳华;宁杰远;;汶川地震序列震源机制解研究[J];北京大学学报(自然科学版);2011年06期
9 戴慧;刘瑱;张青;刘文长;蒋小平;龙江;;大别山区石英质玉宝石矿物学特征研究[J];宝石和宝石学杂志;2011年03期
10 陈琦,王平;攀西裂谷的多期活动性及其深部地质意义[J];长春地质学院学报;1987年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陈祖安;林邦慧;白武明;程旭;王运生;;2001年8.1级昆仑山大震破裂过程及对2008年汶川8.0级大震孕育发生影响的研究[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(上)[C];2012年
2 徐明;朱传庆;饶松;胡圣标;;阿坝—简阳地学剖面深部温度及热结构[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(上)[C];2012年
3 ;Rock avalanches triggered by oblique-thrusting during the 1 2 May 2008 Ms 8.0 Wenchuan earthquake,China[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(上)[C];2012年
4 Satoshi Okuyama;Yoshiki Ninomiya;Sarah Wright;;Surface deformation related to the 2008 Wenchuan earthquake,and mountain building of the Longmen Shan,eastern Tibetan Plateau[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(上)[C];2012年
5 Richard Walker;Mike Sandiford;;The 2008 Wenchuan earthquake and active tectonics of Asia[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(上)[C];2012年
6 José Badal;;An overview of the earth crust under China[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(上)[C];2012年
7 周剑;张路青;胡瑞林;王学良;;大型结构面产状影响下应力波传播规律研究[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(中)[C];2012年
8 ;Selection of emergency shelter sites for seismic disasters in mountainous regions:Lessons from the 2008 Wenchuan Ms 8.0 Earthquake,China[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(中)[C];2012年
9 ;Crustal P-wave velocity structure of the Longmenshan region and its tectonic implications for the 2008 Wenchuan earthquake[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(下)[C];2012年
10 李志伟;胥颐;黄润秋;郝天珧;徐亚;刘劲松;刘建华;;龙门山地区的P波速度结构与汶川地震的深部构造特征[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(下)[C];2012年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 龚冰;TC/EA-MS在线分析矿物水含量和氢同位素技术及其在大别—苏鲁超高压变质岩的应用[D];中国科学技术大学;2010年
2 王雷;云南易门凤山铜矿床刺穿体构造及隐伏矿定位预测研究[D];昆明理工大学;2010年
3 蒋廷臣;星载宽幅合成孔径雷达干涉测量形变监测理论与应用研究[D];武汉大学;2010年
4 高潮;低渗储集体的形成演化及其对油藏分布的影响[D];西北大学;2011年
5 杨燕;名义上无水矿物中OH红外吸收系数温度依赖性和结合机理的原位变温红外光谱实验研究[D];中国科学技术大学;2011年
6 周晓成;汶川Ms 8.0地震后川西地区的气体地球化学[D];中国科学技术大学;2011年
7 潘家伟;西昆仑构造地貌与阿什库勒地区活动构造研究[D];中国地质科学院;2011年
8 林淋;汶川地震地面运动场估计及地震烈度与地震动参数相关性分析[D];中国地震局工程力学研究所;2011年
9 彭小波;汶川地震强震动记录分析及应用[D];中国地震局工程力学研究所;2011年
10 雷建成;梯级电站系统的地震危险性评价方法[D];中国地震局地球物理研究所;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 曹彦彦;地震诱发斜坡塌滑机理研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
2 刘恩山;雪峰陆内构造系统燕山期构造变形特征和动力学机制[D];中国海洋大学;2010年
3 于斌;青藏铁路沿线地震灾害风险区划[D];青海师范大学;2010年
4 钱晶;攀钢西昌钒钛钢铁新基地区域地壳稳定性评价[D];昆明理工大学;2010年
5 洪建磊;滇东北铅锌矿控矿构造特征及成矿预测[D];昆明理工大学;2010年
6 黄艳;D-InSAR技术用于地表形变监测研究[D];解放军信息工程大学;2009年
7 郑欣桐;安县桑茶路边坡稳定性分析[D];沈阳建筑大学;2011年
8 王焕;汶川地震断裂带结构特征及其与地震活动性的关系[D];中国地质大学(北京);2011年
9 时超;羌北东段吉塘岩群构造变形样式及变质变形期次[D];中国地质大学(北京);2011年
10 修迪;西藏亚东堆纳地区始新世介形虫动物群研究[D];中国地质大学(北京);2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王子潮,王绳祖;迁安石英岩脆延性转变特征及定量判据[J];长春地质学院学报;1988年04期
2 朱介寿,曹家敏,刘舜化,蒋国芳,余敏,蒋华琳;用人工地震初探川西地区的地壳结构[J];成都地质学院学报;1984年03期
3 罗志立;川中是一个古陆核吗[J];成都地质学院学报;1986年03期
4 袁海华;答《谈康滇地轴部分年代研究资料的可靠性》一文[J];成都地质学院学报;1988年02期
5 罗志立;龙门山造山带岩石圈演化的动力学模式[J];成都地质学院学报;1991年01期
6 龙学明;龙门山中北段地史发展的若干问题[J];成都地质学院学报;1991年01期
7 林茂炳,吴山;龙门山推覆构造变形特征[J];成都地质学院学报;1991年01期
8 徐国盛,刘树根;川西上三叠统高压封存箱与天然气成藏关系研究[J];成都理工学院学报;1999年04期
9 林良彪;陈洪德;姜平;胡晓强;纪相田;叶黎明;;川西前陆盆地须家河组沉积相及岩相古地理演化[J];成都理工大学学报(自然科学版);2006年04期
10 朱介寿;;汶川地震的岩石圈深部结构与动力学背景[J];成都理工大学学报(自然科学版);2008年04期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 李昶;臧绍先;;岩石圈流变机制转换及华北岩石圈流变性质的研究[A];2001年中国地球物理学会年刊——中国地球物理学会第十七届年会论文集[C];2001年
2 石耀霖;朱守彪;;从我国震源机制深度变化研究地壳—地幔流变特征[A];2001年中国地球物理学会年刊——中国地球物理学会第十七届年会论文集[C];2001年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 朱维光;扬子地块西缘新元古代镁铁质—超镁铁质岩的地球化学特征及其地质背景——以盐边高家村杂岩体和冷水箐101号杂岩体为例[D];中国科学院研究生院(地球化学研究所);2004年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郑建平,路风香,郭晖,任迎新;金刚石中流体包裹体的研究[J];科学通报;1994年03期
2 叶造军;贵州大厂锑矿流体包裹体与稳定同位素[J];地质地球化学;1996年05期
3 徐启东,钟增球;大别超高压变质带流体包裹体的组合关系与演变[J];岩石矿物学杂志;2003年01期
4 张振亮,吕新彪,饶冰;流体包裹体的合成方法及其对矿床学研究的意义[J];矿产与地质;2003年02期
5 吴秀玲,韩勇,刘祥文,韩郁菁;超高压硬玉石英岩退变质矿物中的流体包裹体[J];电子显微学报;2004年04期
6 闫飞;夏学惠;徐少康;吴颖慧;逄思宇;;浙江八面山萤石矿床流体包裹体地球化学研究[J];化工矿产地质;2010年04期
7 Robert R.Seal;覃建雄;;爱达荷萤石中流体包裹体的稳定同位素研究——对始新世大陆气候的意义[J];宝石和宝石学杂志;1994年01期
8 张国辉;牛圈银(金)矿床流体包裹体研究[J];矿物岩石地球化学通报;1995年03期
9 范建国,倪培,田京辉;成矿流体的流体包裹体同位素示踪探讨[J];地质找矿论丛;2000年03期
10 范宏瑞 ,张文淮;第13届地质流体及流体包裹体学术研讨会简讯[J];科学通报;2002年24期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 于梅花;吴秀玲;龚俊锋;韩勇;方勤方;韩郁菁;;不同岩石中流体包裹体的透射电镜研究[A];第十二届全国电子显微学会议论文集[C];2002年
2 张建锋;欧光习;邱林飞;张敏;;流体包裹体在油气成藏研究应用中的几点体会[A];中国矿物岩石地球化学学会第13届学术年会论文集[C];2011年
3 林龙华;徐九华;魏浩;刘泽群;王燕海;陈栋梁;徐伟;;新疆可可托海3号伟晶岩流体包裹体SRXRF研究[A];中国矿物岩石地球化学学会第13届学术年会论文集[C];2011年
4 郑义;张莉;刘春发;秦雅静;;新疆恰夏铜矿流体包裹体研究及矿床成因[A];中国矿物岩石地球化学学会第13届学术年会论文集[C];2011年
5 李荫清;芮宗瑶;程莱仙;;藏东某斑岩铜(钼)矿床的流体包裹体和成矿作用研究(1979)[A];中国地质科学院矿床地质研究所文集(18)[C];1986年
6 苏文超;格西;朱路艳;沈能平;胡瑞忠;倪培;;贵州晴隆大厂锑矿床辉锑矿中流体包裹体的红外显微镜研究[A];中国矿物岩石地球化学学会第13届学术年会论文集[C];2011年
7 郭春影;张文钊;高帮飞;葛良胜;夏锐;;石英-黄铁矿流体包裹体氢氧同位素对比——以胶东典型金矿床为例[A];中国矿物岩石地球化学学会第13届学术年会论文集[C];2011年
8 顾雪祥;李保华;付绍洪;徐仕海;董树义;;右江盆地成矿-成藏流体特征[A];中国矿物岩石地球化学学会第11届学术年会论文集[C];2007年
9 蓝廷广;范宏瑞;胡芳芳;杨奎锋;王永;;山东微山稀土矿矿床成因:来自云母Rb-Sr年龄、激光Nd同位素及流体包裹体的证据[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(下)[C];2012年
10 梁汉东;;地质流体包裹体化学组成的离子成像方法研究[A];中国地球物理·2009[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前7条
1 本报特约记者 徐丛荣;“三力”出击[N];中国国土资源报;2011年
2 江其勤 张美珍;单体包裹体分析技术获突破[N];中国石化报;2009年
3 张红 黄京一;地学领域的“中国领军人”[N];人民日报海外版;2010年
4 江其勤 贾存善;沙雅隆起油气成因及运移方向研究完成[N];中国石化报;2009年
5 江其勤;南方海相烃源转化研究获创新性成果[N];中国石化报;2010年
6 本报记者 史谦;汶川官兵与群众心连心重建家园[N];人民公安报·消防周刊;2010年
7 本报实习记者 粟新林;成都唯一大熊猫自然保护区首现大熊猫全身照[N];成都日报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 韩亮;龙门山断裂脆塑性转化带内花岗岩的流体特征与裂缝愈合的实验模拟研究[D];中国地震局地质研究所;2012年
2 闫亮;龙门山活动构造与汶川地震地表破裂研究[D];成都理工大学;2011年
3 梅海;龙门山地区构造应力场及灾害效应数值模拟研究[D];长安大学;2010年
4 王勇;云南巍山—永平铜金多金属矿化集中区成矿流体特征及流体地质填图研究[D];中国地质大学(北京);2003年
5 肖骏;徐家围子断陷营城组火山岩流体包裹体发育特征及其地质意义[D];浙江大学;2011年
6 程军蕊;塔河油田奥陶系地下流体特征与油气藏形成研究[D];浙江大学;2006年
7 钟勇;龙门山前缘大圆包地区构造特征及成藏条件[D];成都理工大学;2011年
8 杨钻云;川西龙门山中段彭州式铜矿构造与成矿关系研究[D];成都理工大学;2011年
9 林龙华;阿尔泰蒙库铁矿多期成矿作用及远景评价[D];北京科技大学;2012年
10 覃庆炎;上扬子地块西缘壳幔电性结构特征及其地质构造意义[D];成都理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张媛媛;脆塑性转化带的强度与变形机制的实验研究[D];中国地震局地质研究所;2012年
2 代军治;辽宁青城子地区金、银矿床成矿流体特征及成因探讨[D];吉林大学;2005年
3 郝晓琳;龙门山中段前山构造变形特征[D];成都理工大学;2010年
4 庞河清;龙门山中段前缘构造特征及油气保存条件研究[D];成都理工大学;2010年
5 周凤;青海省果洛龙洼金矿区流体包裹体研究[D];中南大学;2010年
6 李建平;河北省丰宁县大西沟金矿地质地球化学特征及矿床成因探讨[D];中国地质大学(北京);2006年
7 李全林;松辽盆地北部储层火山岩流体包裹体测试研究[D];吉林大学;2005年
8 曲刚;云南祖母绿的矿物学及改善研究[D];中国地质大学(北京);2007年
9 谢樨;新疆西准噶尔地区金矿成矿流体研究[D];吉林大学;2009年
10 朱黎宽;西藏扎西康铅锌锑多金属矿床地质特征及流体包裹体研究[D];中国地质大学(北京);2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026