龙门山灌县—安县断裂带的变形特征—汶川地震断裂带科学钻探(WFSD-3P)岩心与井温的研究

龙门山灌县—安县断裂带的变形特征—汶川地震断裂带科学钻探(WFSD-3P)岩心与井温的研究

论文摘要

龙门山断裂带主要由三条NE-SW走向的逆冲断裂组成,自西向东分别为:汶川-茂县断裂(龙门山后断裂)、映秀-北川断裂(龙门山中央断裂)和安县-灌县断裂(龙门山前山断裂)。汶川地震断裂带科学钻探3号孔的先导孔(WFSD-3P)位于安县-灌县断裂带上盘、孔深551.54m,全程取心。本文以汶川地震断裂带科学钻探3号孔的先导孔(WFSD-3P)岩心为研究对象,结合地表破裂带特征以及测井数据,探讨龙门山前山断裂带的组成及变形特征。通过详细的岩心编录发现,安县-灌县断裂带由很多次级断裂带组成,每条断裂带基本都由断层角砾岩、碎裂岩和断层泥所构成。WFSD-3P岩心中主要断裂带有四条,分别为FZ451、FZ464、FZ490和FZ507(数字代表断裂带的中心深度),它们构成了安县-灌县断裂带,断裂带厚度约60m,总体走向N35°-40°E、倾向NW、倾角60°-45°,其中FZ507断裂带为三叠系和侏罗系的界限。结合测井数据、岩心中断层泥的新鲜程度和地表破裂特征,初步确定汶川大地震沿龙门山前山断裂带的主滑动面在岩心中位置为507m深处,因此,龙门山前山断裂带主滑动面在507m深处向北西倾斜,倾角为46°,并且暗示着断裂生长具有向下盘迁移趋势。整个岩心中四条主要断裂带的断层泥累积厚度达17m,且根据一些显微照片观察了断层岩的断裂特征和构造特征,并进行分析。根据台湾车笼铺科学深钻(TCDP)研究成果表明,集集地震形成的断层泥厚度约为0.3-2cm,如果认为一次地震只能形成几mm至2cm厚的断层泥,推断安县-灌县断裂带中的断层泥至少发生过850次地震才能形成,说明沿着安县-灌县断裂带重复发生过多次强地震活动。从岩心破裂密度剖面图来看,断层上盘岩心破碎较为发育,而下盘不发育,其变形特征呈现出明显的不对称性,这种不对称性破碎带特征可能与断裂带缓倾角和(或)纯逆冲运动有关,同时,对地壳稳定性评价具有重要的指导意义。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  • 1.1 选题及研究的目的和意义
  • 1.2 地震断裂带的研究现状
  • 1.3 灌县-安县断裂带的研究内容、研究方法及技术路线
  • 1.4 实物工作量
  • 第二章 龙门山地区的活动断裂和地震活动的研究现状
  • 2.1 地表破裂形式
  • 2.1.1 脆性变形与断层岩的分类
  • 2.1.2 断层角砾岩与断层泥的定义及一般微组构
  • 2.2 龙门山断裂带的形成及特征
  • 2.3 龙门山断裂带的构造模型
  • 2.4 汶川地震断裂带的相关研究进展
  • 2.4.1 汶川断裂活动的基本特征
  • 2.4.2 活动断裂带的历史地震与强震复发周期
  • 2.4.3 逆冲-走滑作用的表现形式
  • 第三章 龙门山灌县-安县断裂带的变形特征—汶川地震断裂带科学钻探(WFSD-3P)岩心与井温的测定和研究
  • 3.1 研究区区域地质特征概述
  • 3.2 构造背景
  • 3.3 汶川地震断裂带科学钻探项目三号孔先导孔(WFSD-3P)岩心的岩性与结构特征
  • 3.4 安县-灌县断裂带变形特征
  • 3.4.1 安县-灌县断裂带的组成及产状
  • 3.4.2 WFSD-3P岩心变形特征
  • 3.4.3 WFSD-3P岩心中破裂带的主要显微构造特征
  • 3.4.4 WFSD-3P综合测井与特征
  • 第四章 讨论及结论
  • 4.1 断裂带的运动学特征与断裂带变形特征之间的关系
  • 4.2 断裂带滑动面位置的确定及与周围环境的关系
  • 4.3 地震断裂活动与断裂岩的关系
  • 4.4 摩擦热等物理特征与断裂岩的关系
  • 4.5 结论
  • 致谢
  • 参考文献
  • 附录
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