龙门山灌县—安县断裂带断层泥低磁化率的矿物、化学响应和蠕滑作用环境

作     者：何祥丽 李海兵 张蕾 王焕 葛成隆 曹勇 白明坤 李成龙 叶小舟 韩帅 HE XiangLi1,2 , LI HaiBing2, ZHANG Lei2 , WANG Huan2 , GE ChengLong2 , CAO Yong3 , BAI MingKun2 , LI ChengLong2 , YE XiaoZhou3 , HAN Shuai2

作者机构：地球科学与资源学院中国地质大学(北京)北京100083 自然资源部深地动力学重点实验室中国地质科学院地质研究所北京100037 自然资源部古地磁与古构造重建重点实验室中国地质科学院地质力学研究所北京100081 

出 版 物：《地球物理学报》 (Chinese Journal of Geophysics)

年 卷 期：2018年第61卷第5期

页      面：1782-1796页

核心收录：

学科分类：070904[理学-构造地质学] 0709[理学-地质学] 0819[工学-矿业工程] 070801[理学-固体地球物理学] 07[理学] 0707[理学-海洋科学] 0708[理学-地球物理学] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0704[理学-天文学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(41520104006 41330211 41602226) 中国地质科学院基本科研业务费项目(YYWF201601)联合资助 

主　　题：灌县—安县断裂带 断层泥 磁化率 蠕滑 WFSD-3P 

摘      要：断层带内的流体不仅可以通过水岩反应改变断裂岩的矿物组成和化学成分,从而导致化学性质和物理性质的变化,而且可以影响或控制断裂带的变形行为.断裂带中岩石磁学特征是由特定化学环境下磁性矿物的种类和含量所决定的,因此,从矿物学和地球化学角度探讨断裂岩的磁性变化,对揭示断层的变形行为和环境具有一定的指示作用.本文以汶川科钻WFSD-3P钻孔中龙门山灌县—安县断裂带断裂岩为研究对象,运用高分辨率磁化率测试、XRD矿物成分半定量分析、XRF元素扫描以及不同价态Fe元素含量分析等多种方法开展断层磁学变化和变形环境的研究.磁化率测试结果表明灌县—安县断裂带断层泥的磁化率值普遍低于对应的围岩磁化率平均值.结合前人研究成果表明造成该断层泥低磁化率异常的原因是在间震期的长期流体作用下,铁磁性矿物(例如磁铁矿)转变成顺磁性矿物(铁硫化物、菱铁矿或含铁的黏土矿物).新生铁硫化物和含铁黏土矿物是在间震期缓慢形成的,而黏土矿物含量的增加弱化了断层强度,促进断层蠕滑,这说明断层泥低磁化率异常可能指示了该断裂在间震期长期缓慢活动,即为蠕滑变形.断层泥中黄铁矿的发育和高Fe^(2+)和S元素、低Fe^(3+)的特征显示灌县—安县断裂作用环境通常是在低温、还原环境中进行的.这些结果与低磁化率值的相关性暗示断层泥低磁化率异常可能对活动断层的低温还原环境具有指示意义.