龙门山汶川-茂县断裂带的岩石磁学特征及其地震作用的指示意义

汶川-茂县断裂带是龙门山后山断裂,是松潘-甘孜褶皱带与龙门山断裂带之间的边界断层,然而,在2008年M_(W) 7.9级汶川大地震中并没有发生破裂。同时,汶川-茂县断裂带在汶川地震之前是否发生过历史大地震仍缺少确切的证据。这不仅制约着汶川地震发生机制的认识,而且还影响对龙门山形成演化过程的理解。因此,确定汶川-茂县断裂带的断裂作用环境对于认识龙门山断裂带的地震发生机制至关重要。断裂岩的岩石磁学可以有效地揭示断裂带的物理和化学环境。本文以汶川-茂县断裂带北部地表露头的断裂岩为研究对象,通过岩石磁学研究,并结合显微结构观察和地球化学分析,探讨汶川-茂县断裂带的断裂作用环境。断层泥和断层角砾岩最大磁化率值分别约为围岩的30倍和15倍,具有高磁化率值特征。断层泥的主要载磁矿物为磁铁矿、磁黄铁矿、针铁矿;断层角砾岩的主要载磁矿物为磁黄铁矿、针铁矿。断层泥的高磁化率值异常的主要原因是围岩中的含铁矿物在地震摩擦热和流体作用下新生成磁铁矿和磁黄铁矿。断层角砾岩的高磁化率值异常是围岩在含有大量硫元素的低温热液流体作用下生成了磁黄铁矿。大量针铁矿指示了震后期还原性的低温热液流体作用。断裂岩的高磁化率值异常和新生磁铁矿指示了汶川-茂县断裂带曾经发生了摩擦热温度>500℃的大地震活动,发震和震后期均为还原性的硫元素含量较高的低温热液流体环境。

龙门山后山断裂中段汶川-茂县断裂的晚第四纪活动性分析

龙门山断裂带位于青藏高原东缘与四川盆地交界处,构造位置非常重要,对中国西南地区地形地貌、地质构造以及地震的发生等影响深远。通过卫星影像解译以及野外调查,初步分析认为岷江在汶川-茂县断裂区段主要发育5级阶地。结合前人研究获得的阶地年龄,文中将T_1—T_5阶地年龄分别限定在3~10ka、约20ka、40~50ka、60ka和80ka。另外,通过对区域内断裂沿线的阶地、冲沟等地质地貌的野外调查,结合卫星影像解译和差分GPS测量等工作,认为汶川-茂县断裂在T_3阶地(40~50kaBP)形成后、T_2阶地(约20ka BP)形成前有过活动,而在T_2阶地形成以来不再活动。结合中央断裂、前山断裂均为全新世活动断裂的认识,推测龙门山断裂带的活动已转移到更靠近盆地的中央断裂和前山断裂上。