断层泥特征对断层活动性质的启示——以浙江江山五家垄断层为例

摘要

活动断层是产生构造地震的根源，对断层活动性的研究是从源头上来预防构造地震。断层泥作为断层活动的直接产物，其矿物学特征、结构特征、以及地球化学特征蕴藏了断层的活动和演化信息。浙江是中国经济最活跃的省份之一，建有核电站，铁路等国家重大工程。曾经历过多期构造运动，地质构造复杂，断裂构造发育，沿江山-绍兴深断裂一带多次发生有感地震。　　在浙江江山五家垄断层新开挖出的断层面出露 6 条新鲜小断层，为江山-绍兴深断裂的次级组成部分。在其断层带内新发现黑色断层泥，为了探索黑色断层泥是否为最新一期断层活动的产物，结合野外地质勘查，运用 X 射线荧光光谱分析、X 射线粉晶衍射、扫描电子显微镜-能谱以及穆斯堡尔谱技术对五家垄断层的F1、F2与F3小断层的断层围岩和断层泥进行化学成分、矿物组成、石英颗粒微形貌和Fe化学种分布特征的对比分析与研究发现：　　（1）断层围岩与断层泥的矿物成分主要为石英和黏土矿物，还含有少量的钠长石和方解石，其中黏土矿物以伊利石、伊/蒙混层和高/蒙混层为主，还含有少量的绿泥石、高岭石和极少量的蒙脱石和蛭石；除JS07（F2断层泥）样品外，断层围岩中造岩矿物含量高于断层泥，而断层泥黏土含量高于断层围岩。　　（2）通过对比断层围岩与断层泥中化学成分，发现断层泥中Al、Na、Mg、Si和Fe等活泼元素的含量变化较大，并且元素的相对富集与亏损与XRD显示的矿物组成一致。　　（3）SEM-EDS实验结果表明五家垄断层全新世以来活动频率低，滑动方式为无震蠕滑。F1断层强烈活动主要在上新世和早更新世，F2断层活动主要集中在早更新世，上新世存在较弱活动，F3 断层强烈活动主要集中在中更新世，晚更新世和早更新世存在相对较弱活动。　　（4）F1断层泥黏土矿物种类单一，只含伊利石，揭示断层带内为一个相对稳定的环境，F2与F3断层泥中伊利石含量低于断层围岩，蒙脱石、伊蒙混层含量高于断层围岩，指示其处于一个潮湿、强氧化环境；F1 断层围岩高含量的还原性铁指示断层围岩形成的过程中有还原性物质的参与或者处于相对封闭的环境，F1、F3断层泥与F3上盘高含量的氧化铁亦说明F1、F3断层近期不活跃或者是块体内断层。　　（5）断层带内黏土矿物的类型及组合与断层带内的氧化还原环境显示五家垄断层处于相对稳定的环境，但断层带内伊利石含量较高，有利于断层活动，五家垄断层的活动性与发震可能性应引起重视。

目录

声明

1引言

1.1选题依据

1.2断层泥及区域研究现状

1.3研究内容

1.4工作安排及完成的工作量

2区域地质概况

2.1交通位置及自然地理概况

2.2大地构造背景

2.3地层

2.4构造

3五家垄断层泥野外采样与测试方法

3.1五家垄断层基本地质特征

3.2样品与分析测试

4断层泥的物质组成

4.1断层泥的化学成分

4.2断层泥的矿物组成

5断层泥的微观结构

5.1石英微形貌

5.2黏土矿物结构

6断层泥Fe化学种分布特征

6.1穆斯堡尔谱分析

6.2 Fe化学种分布特征

7断层泥特征对断层活动性质的启示

7.1断层泥中元素组成特征

7.2黏土矿物共生组合

7.3石英微形貌

7.4断层带内氧化还原环境

8结论与建议

8.1结论

8.2下一步工作建议

致谢

参考文献