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青藏高原大型地震断裂带的变形机制

地球学报 2024年

作者：张蕾李海兵王焕吴琼杨少华孙知明司家亮 chevalier marie-luce 曹勇郑勇潘家伟刘栋梁赵中宝马绪宣卢海建中国地质科学院地质研究所自然资源部大陆动力学重点实验室江苏东海大陆深孔地壳活动国家野外科学观测研究站北京石油机械有限公司中国地质科学院地质力学研究所自然资源部古地磁与古构造重建重点实验室

近年来,大震频发,地震发生机制和地震断裂作用的研究已成为当今社会的重大课题,而断裂带的变形机制,尤其是大型地震断裂带的变形机制是认识断裂活动性和地震发生机制的关键。本文通过介绍青藏高原东缘龙门山断裂带和鲜水河断裂带的最新... 详细信息

近年来,大震频发,地震发生机制和地震断裂作用的研究已成为当今社会的重大课题,而断裂带的变形机制,尤其是大型地震断裂带的变形机制是认识断裂活动性和地震发生机制的关键。本文通过介绍青藏高原东缘龙门山断裂带和鲜水河断裂带的最新研究成果,探讨青藏高原大型地震断裂带的变形机制,主要认识如下:(1)汶川地震使不同性质断层同时破裂,并在地壳浅部(～732.6m深度)富流体断层泥中发生了熔融作用,颠覆了地震的传统认识,深化了对浅部断层力学性质的认识。(2)龙门山断裂带映秀—北川断裂带在晚三叠世曾经发生Mw7.4～7.9级的逆冲-左行走滑大地震,断裂岩的高磁化率各向异性度值指示了大地震活动。(3)汶川—茂县断裂带在新生代时期存在三期不同构造变形,青藏高原东缘不存在下地壳流模式。(4)龙门山断裂带汶川—茂县断裂带曾经发生了摩擦热温度>500℃的大地震活动,孕震环境为还原性的含有硫化物的低温热液流体环境。(5)强震频发的鲜水河断裂带是藏东南物质外迁的主要边界,具有长期蠕滑变形行为,流体作用较强,流体的注入明显提升断层核部强矿物含量,促进了蠕滑断层的局部变强。上述认识丰富和完善了断裂作用理论,提高了对青藏高原大型地震断裂带变形机制的认识,为断裂带活动性、地震发生机制、地震危险性评估和防震减灾提供了科学依据。

关键词：断裂岩变形机制龙门山断裂带鲜水河断裂带青藏高原

The First Quantitative Slip-Rate Estimated Along the Ashikule Fault at the Western Segment of the Altyn Tagh Fault System

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Acta Geologica Sinica(English Edition) 2015年第6期89卷 2088-2089页

作者： PAN Jiawei LI Haibing VAN DER WOERD Jerome SUN Zhiming SI Jialiang PEI Junling WU Fuyao chevalier marie-luce State Key Laboratory of Continental Tectonics and Dynamics Institute of GeologyCAGS Tectonique Active Institut de Physique du Globe de Strasbourg EOST Institute of Geomechanics CAGS

As one of the longest strike-slip fault in Asia,the Altyn Tagh Fault（ATF）defines the northern boundary of the Tibetan Plateau and plays a significant role inaccommodating the deformation resulting from the IndiaAsia... 详细信息

关键词： Asia Co The First Quantitative Slip-Rate Estimated Along the Ashikule Fault at the Western Segment of the Altyn Tagh Fault System ATF rate

鲜水河断裂带乾宁段岩石特征与内部结构及其物理-化学性质

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岩石学报 2021年第10期37卷 3204-3224页

作者：吴琼李海兵 chevalier marie-luce 米桂龙李超何祥丽李亚林中国地质科学院地质研究所自然资源部深地动力学重点实验室北京100037 中国地质大学(北京) 北京100083 南方海洋科学与工程广东省实验室(广州) 广州511458 应急管理部国家自然灾害防治研究院北京100085

断裂带的变形行为和断层滑移机制是目前地震研究关注的热点,断裂带岩石特征、内部结构与物理化学性质是确定断层蠕滑或粘滑行为以及断层滑移机制的基础和关键。本文以鲜水河断裂带乾宁段地表出露的断裂岩为研究对象,通过野外地质调查、... 详细信息

断裂带的变形行为和断层滑移机制是目前地震研究关注的热点,断裂带岩石特征、内部结构与物理化学性质是确定断层蠕滑或粘滑行为以及断层滑移机制的基础和关键。本文以鲜水河断裂带乾宁段地表出露的断裂岩为研究对象,通过野外地质调查、室内光学显微镜、扫描电镜、粒度统计、粉末X射线衍射分析(XRD)和薄片X射线荧光光谱分析(XRF)等多种研究方法,对鲜水河断裂带岩石特征、结构构造、物性、矿物成分及化学元素分布开展了详细的分析,并探讨了相关变形行为和滑移机制。分析表明:(1)断裂带核部主要由黑色断层泥、浅黄色及黄色断层角砾岩和灰色碎裂岩、灰色断层角砾岩组成,呈单核对称结构;(2)黑色断层泥厚3~5cm,具有快速滑动结构特征,表现为断层粘滑行为。断层泥可划分出13个滑移带,最窄滑移带厚约40μm,至少代表13期古地震事件;(3)断层泥主要由伊利石、高岭石和石英等矿物组成,其中边部伊蒙混层含量异常高,为最新一次古地震的主滑移带。由于伊利石和伊蒙混层(或蒙脱石)为主要黏土矿物的断层泥渗透率低、孔隙流体压力大,以及发现断层泥楔入脉,表明地震过程中断层滑动存在热增压弱化机制;(4)从断层泥不同滑动带中碎块蚀变程度和矿物分布特征来看,地震主滑动带有向碎裂岩方向迁移的趋势。推测断层在滑动过程中,更趋向于向弱矿物含量高(如伊利石、伊蒙混层)、强矿物含量低(如方解石、高岭石)的围岩一侧迁移。

关键词：鲜水河断裂带岩石组成断层泥内部结构滑移机制

藏南冲巴雍错淡色花岗岩体热年代学及其对藏南拆离系和亚东裂谷构造活动时限的制约

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岩石学报 2020年第10期36卷 3097-3116页

作者：李开玉 chevalier marie-luce 李海兵潘家伟王世广白明坤刘富财王平中国地质科学院地质研究所自然资源部深地动力学重点实验室北京100037 南方海洋科学与工程广东省实验室(广州) 广州511458 中国地质大学地球科学与资源学院北京100083 北京大学地球与空间科学学院北京100871

藏南拆离系和亚东裂谷是藏南地区重要的伸展构造,与青藏高原的隆升和生长密切相关,其新生代以来的构造热-年代学研究,对探讨高原的生长过程和大陆变形动力学具有重要意义。本文对西藏南部亚东地区的冲巴雍错花岗岩进行了U-Pb定年和低温... 详细信息

藏南拆离系和亚东裂谷是藏南地区重要的伸展构造,与青藏高原的隆升和生长密切相关,其新生代以来的构造热-年代学研究,对探讨高原的生长过程和大陆变形动力学具有重要意义。本文对西藏南部亚东地区的冲巴雍错花岗岩进行了U-Pb定年和低温热年代学分析,结果表明,岩体自22Ma侵位后经历了5个不同的冷却阶段:18~15.6Ma期间岩体的冷却速率为125℃/Myr;15.6~11Ma期间,平均冷却速率约94℃/Myr;11~7Ma期间,平均冷却速率约24℃/Myr;7~3Ma平均冷却速率约5℃/Myr;3Ma以后平均冷却速率约为14℃/Myr。因岩体位于藏南拆离系内,又被亚东断层切过,认为藏南拆离系的活动时限为22~11Ma,亚东正断层的起始活动时间为11Ma,且热历史模拟结果显示岩体在~3Ma发生了快速冷却,可能指示了亚东裂谷的一次强烈活动。

关键词：藏南拆离系亚东裂谷淡色花岗岩 U-Pb定年低温热年代学

帕米尔东北缘-西昆仑的构造地貌及其构造意义

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岩石学报 2011年第11期27卷 3499-3512页

作者：刘栋梁李海兵潘家伟 chevalier marie-luce 裴军令孙知明司家亮许伟中国地质科学院地质研究所大陆构造与动力学国家重点实验室北京100037 中国地质科学院地质力学研究所中国地质科学院古地磁重点实验室北京100081

帕米尔东北缘-西昆仑位于青藏高原西北部,受三条大型断裂:康西瓦断裂、主帕米尔-铁克里克断裂和公格尔断裂的制约。通过野外考察、卫星遥感图像解译、ASTERGDEM高程数据的分析,对上述三条断裂及整个区域进行构造地貌研究,并探讨其构造... 详细信息

帕米尔东北缘-西昆仑位于青藏高原西北部,受三条大型断裂:康西瓦断裂、主帕米尔-铁克里克断裂和公格尔断裂的制约。通过野外考察、卫星遥感图像解译、ASTERGDEM高程数据的分析,对上述三条断裂及整个区域进行构造地貌研究,并探讨其构造意义。结果表明:康西瓦断裂为左行走滑断裂;主帕米尔-铁克里克断裂为逆冲断裂;公格尔断裂和塔什库尔干断裂分别为右行、左行走滑正断层,连接两者的是塔合曼正断裂。通过ASTERGDEM高程数据的高程分布、局部高程差和坡度分析,表明帕米尔东北缘-西昆仑至塔里木盆地存在三级特征地貌(塔里木盆地、塔里木盆地南缘山前褶皱逆冲带和帕米尔东北缘-西昆仑);西昆仑地区受印度/亚洲板块碰撞而产生垂向物质运动,由于三条大型断裂控制在西侧断裂附近存在水平方向的物质运动,垂直和水平两种运动的存在促使靠近康西瓦和公格尔断裂形成高山地貌。

关键词：公格尔断裂康西瓦断裂主帕米尔-铁克里克断裂构造地貌帕米尔东北缘-西昆仑

鲜水河断裂带乾宁段蠕滑变形及局部粘滑变形的岩石学记录

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岩石学报 2023年第12期39卷 3797-3816页

作者：吴琼李海兵 chevalier marie-luce 潘家伟米桂龙葛成隆赵中宝李亚林中国地质科学院地质研究所自然资源部大陆动力学重点实验室北京100037 中国地质大学北京100083 江苏东海大陆深孔地壳活动国家野外科学观测研究站连云港222300

鲜水河断裂带作为控制青藏高原物质大规模向东侧向挤出的北部边界,是中国乃至世界上大陆内部强震活动最频繁的断裂带之一,但大地测量学研究表明它具有广泛的浅部蠕滑变形行为。认识断裂带蠕滑与粘滑兼具的变形行为及其控制因素是评估鲜... 详细信息

鲜水河断裂带作为控制青藏高原物质大规模向东侧向挤出的北部边界,是中国乃至世界上大陆内部强震活动最频繁的断裂带之一,但大地测量学研究表明它具有广泛的浅部蠕滑变形行为。认识断裂带蠕滑与粘滑兼具的变形行为及其控制因素是评估鲜水河断裂带地震活动性的关键。本文以鲜水河断裂带乾宁段在四川甘孜州龙灯乡出露的宽约800m的岩石-构造剖面为研究对象,通过野外地质调查、室内光学显微镜及扫描电镜观察、粉末X射线衍射分析和微区X射线荧光光谱分析等方法,对断层岩的结构构造、矿物组成和地球化学性质开展详细研究。研究剖面由约100m宽的砂岩破碎带和约700m宽断层岩组成,广泛发育断层角砾岩和薄层且呈弥散式分布的断层泥,断层岩内普遍具有压溶构造,但局部断层岩具有快速滑动结构特征,表明断裂带在蠕滑变形过程中存在局部地震粘滑变形行为。断裂带内流体作用使断层岩中长石和白云母蚀变成以伊利石为主的粘土矿物(含量5%~11%),新生的粘土矿物在密集的面理中定向排列,促进了断层的弱化和在浅部(4km以上深度)的蠕滑变形。而在断裂带局部裂隙较为发育的位置,流体的注入导致了大量碳酸盐矿物(方解石和白云石,含量12%~33%)的沉淀和Ca元素的富集,使断层岩内强矿物(石英、长石、方解石和白云石)增多,造成了蠕滑断层的局部强化,促进了断层浅部变形行为由非震蠕滑向地震粘滑的转变。该认识可更好地了解蠕滑断层的地震行为并为区域防震减灾提供科学依据。

关键词：断层岩变形行为(蠕滑/粘滑) 矿物组成流体作用鲜水河断裂带乾宁段

鲜水河断裂带乾宁段晚第四纪走滑速率及区域强震危险性研究

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地质学报 2022年第7期96卷 2312-2332页

作者：白明坤 chevalier marie-luce 李海兵潘家伟吴琼王世广刘富财焦利青张进江张蕾龚正中国地质科学院地质研究所自然资源部深地动力学重点实验室北京100037 北京大学地球与空间科学学院教育部造山带与地壳演化重点实验室北京100871 南方海洋科学与工程广东省实验室(广州) 广东广州511458 国家自然灾害防治研究院中国应急管理部北京100085 中国地质科学院地球深部探测中心北京100037 中国地震局地球物理研究所北京100081

活动断裂几何学特征及滑动速率是研究断裂运动学、动力学机制及其评估区域强震危险性的重要依据。青藏高原东缘左行走滑的鲜水河断裂带是控制高原物质向南东挤出的重要边界,是中国陆内活动性最强的断裂之一。本文以鲜水河断裂带北西段... 详细信息

活动断裂几何学特征及滑动速率是研究断裂运动学、动力学机制及其评估区域强震危险性的重要依据。青藏高原东缘左行走滑的鲜水河断裂带是控制高原物质向南东挤出的重要边界,是中国陆内活动性最强的断裂之一。本文以鲜水河断裂带北西段为研究对象,通过高精度遥感影像解译、野外考察、OSL(光释光)和^(14)C测年方法以及LiDAR(激光雷达)扫描获得乾宁段龙灯乡冲积阶地的位错量和废弃年龄。T4和T3′水平位错量分别为106±5 m和77±2 m,T4阶地垂直位错量为9.6±0.5 m。T4和T3′阶地的废弃年龄分别为11±1 ka和7±1 ka。结合对应的年龄和位错量,得到乾宁段晚第四纪走滑速率左行走滑速率为10.5±1 mm/a,垂直滑动速率为0.9±0.1 mm/a,断层倾向北东,具有正断运动学特征。通过重新计算断裂两侧GPS矢量沿断裂方向分量,得到鲜水河断裂带炉霍段、炉霍—康定段、磨西段现今左行走滑速率分别约为8.1 mm/a、8.2 mm/a、9.4 mm/a,整体表现为自北西向南东递增。综合乾宁段晚第四纪走滑速率和最新强震活动的离逝时间估算,认为鲜水河断裂带乾宁段目前应变累积达到了发生一次M_(W) 6.8(M_(S) 7.2)大地震的潜能,在区域防震减灾工作中应对此加以重视。

关键词：青藏高原东缘鲜水河断裂带北西段构造地貌学晚第四纪滑动速率地震危险性

AFT dating constrains the Cenozoic uplift of the Qimen Tagh Mountains, Northeast Tibetan Plateau, comparison with LA-ICPMS Zircon U–Pb ages

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AFT dating constrains the Cenozoic uplift of the Qimen Tagh ...

2014年于田Ms7.3地震地表破裂特征及其发震构造

2017中国地球科学联合学术年会

作者：刘栋梁李海兵孙知明裴军令王焕潘家伟王猛 chevalier marie-luce 中国地质科学院地质研究所中国地质科学院地质力学研究所

The Tibetan Plateau(TP)is the highest plateau in the world,which has been the focus of Cenozoic geological *** Northeastern Tibetan Plateau(NETP)is a key location to decipher the Cenozoic evolution history of the *** ... 详细信息

关键词： ICPMS Pb ages AFT dating constrains the Cenozoic uplift of the Qimen Tagh Mountains Northeast Tibetan Plateau comparison with LA-ICPMS Zircon U

来源： cnki会议评论

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地质学报 2015年第1期89卷 180-194页

作者：李海兵潘家伟孙知明刘栋梁张佳佳李成龙刘亢 chevalier marie-luce 云锟龚正中国地质科学院地质研究所大陆构造与动力学国家重点实验室北京100037 中国地质科学院地质力学研究所北京100081 成都理工大学成都610059 中国地质大学(武汉) 武汉430074 中国地震应急搜救中心北京100049

2014年2月12日在新疆于田县境内西昆仑山东段地区发生了Ms7.3级强烈地震,震后野外考察表明,这次地震在海拔4600～5100m的地区形成了由一系列张裂隙、张剪裂隙、剪切裂隙以及挤压鼓包和裂陷等雁行状组合而成的地表破裂带,破裂带沿阿尔金... 详细信息

2014年2月12日在新疆于田县境内西昆仑山东段地区发生了Ms7.3级强烈地震,震后野外考察表明,这次地震在海拔4600～5100m的地区形成了由一系列张裂隙、张剪裂隙、剪切裂隙以及挤压鼓包和裂陷等雁行状组合而成的地表破裂带,破裂带沿阿尔金断裂带西南段的两条近平行的分支断裂阿什库勒-硝尔库勒断裂和南硝尔库勒断裂分布,整体呈NEE走向,全长约28 km,其中,沿阿什库勒-硝尔库勒断裂展布的地表破裂带长约10km,主要呈N63°～65°E走向,以左旋走滑伴随伸展性质的破裂为主,最大左旋位移约0.7m,最大垂直位移约0.4m;沿南硝尔库勒断裂展布的地表破裂带长约15km,呈N54°～60°E走向,以左旋走滑伴随逆冲性质的破裂为主,最大左旋位移约1 m,最大垂直位移约0.75m;上述两破裂带之间沿N15°E方向由零星的张裂隙和右阶雁行状分布的张裂隙或张剪裂隙组成的不连续破裂带长约5km,显示为伸展具有左旋走滑的性质;另外,在南硝尔库勒断裂北侧沿N100°～110°E方向展布一系列具有挤压、右旋走滑性质的地表破裂带长约4km,宽约2km,与NEE走向的左旋走滑破裂带构成同震共轭破裂带.这种特殊的地表破裂样式是近期发生的强地震中结构最复杂的走滑断层型地表破裂.发震断裂属于阿尔金断裂带西南段尾端分支断裂,它与郭扎错断裂和龙木错断裂构成“阿尔金断裂”向SW方向的延伸部分,它们是青藏高原西部晚新生代强烈活动断裂,其大地震活动是由于印度和欧亚板块间碰撞而产生大陆变形的应变能释放过程.

关键词：于田Ms7.3地震地震地表破裂带同震位移发震构造阿尔金断裂西昆仑山