活动断裂带断层泥纳微米尺度的特征研究

发布时间：2020-10-14 08:13

　　 自二十世纪八十年代起,活动断裂带内断层泥的研究备受关注。研究方向主要为断层泥内石英颗粒显微构造特征的研究、断层泥矿物成分的研究、断层泥物理力学性质测定、断层泥粒度分布的研究、断层泥分形特征的研究、断层泥形成年龄确定的研究(热释光、K-Ar同位素、拉曼光谱等)、断层泥显微构造特征的研究。随着扫描电子显微镜(SEM)的广泛应用,断层泥的研究也已转入纳微米尺度的主滑动面(PSZ,本论文中为便于标注将其定义为a-b面)和主滑动面旁侧叶理带(沿主滑动面且与其垂直的面定义为a-c面)的黏土矿物变形特征方面。郯庐断裂是中国东部一条重要的深大断裂带,从广济地区向北延伸,跨安徽、江苏、山东、渤海湾和东北三省,进入俄罗斯境内。位于山东和江苏境内的段落,即沂沭断裂带,最为活跃,尤以全新世活动的安丘-莒县断裂为典型代表。自二十世纪七十年代起,关于沂沭断裂带第四纪活动与地震活动等方面已有大量的研究成果,也开展了断层泥显微构造的初步观察,但纳微米方面的研究还是空白。本文以沂沭断裂带及其两侧的北东、北西向的活动断裂内的断层泥为研究对象,涉及7条断裂,共采集123块样。借助SEM观察断层泥中黏土矿物的变形样式,分析、总结其变形特征和意义。研究内容和取得的主要认识如下:(1)对比研究:将断层泥经溶解、沉积、风干获得的黏土和钻孔中取出的有明显滑动面的黏土分别制作微样,进行观察、对比和初步分析。在纳微米尺度下,静水自然沉积实验制得的黏土矿物随机排列,而断层泥中黏土矿物有序排列。断层泥a-b面擦痕以平直为特点,具快速滑动特征,属于地震构造;相反,钻孔微样a-b面擦痕表现为弯曲、似“波动”状,具缓慢运动特征,属于非地震构造。(2)断层泥主滑动面纳微米特征:部分剖面中断层泥主滑动面存在不同方向的擦痕,该现象可能是由断层的多期活动造成。根据擦痕相互间的穿插关系,判定断层先后的受力方向,从而推知区域应力变化过程。另外,多组擦痕也可能是由同一地震的主-余震形成。部分剖面中断层泥a-b面存在后生矿物,根据同一断层内部断层泥表面生成的矿物,可以大致判别不同滑动面活动的先后关系。(3)粘滑与蠕滑:在宏观调查和前人研究资料的基础上,按从宏观、微观到超微观的研究思路,根据断层泥的纳微米变形特征,总结归纳出粘滑与蠕滑的标志。粘滑以擦面、擦痕、擦脊、擦槽和阶步为特征;蠕滑以拖曳褶皱、绕砾滑动、易剥构造、流纹构造为标志。(4)通过断层泥纳微米构造特征的研究,初步建立了发震构造模式,将发震系统分为孕震单元和发震单元。震前蠕变滑移具有地震预报意义,断层泥纳微米尺度研究为地震预报可行性提供微观地质证据。
【学位单位】：防灾科技学院
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：P315.7
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 前言
    1.1 选题的意义
    1.2 国内外研究概况
    1.3 工作思路和研究方法
    1.4 主要进展
第二章 研究区概况
    2.1 区域地层
    2.2 区域新构造分区
    2.3 区域新构造运动特征
    2.4 区域 4.7 级以上地震
第三章 沂沭断裂带及其两侧几条活动断裂地质特征
    3.1 引言
    3.2 沂沭断裂带
    3.3 双山-李家庄断裂
    3.4 新泰-蒙阴断裂
    3.5 苍山-尼山断裂
    3.6 海阳断裂
    3.7 样品采集
第四章 样品制备及对比实验
    4.1 引言
    4.2 样品制备
    4.3 扫描电镜观察
    4.4 小结
第五章 断层泥的显微构造和超显微构造特征
    5.1 显微构造特征
    5.2 断层泥超显微构造特征
    5.3 小结
第六章 发震构造模式的建立
    6.1 以于家山下剖面为例
    6.2 以左山剖面为例
    6.3 发震系统
第七章 主要结论、创新点与后期工作要点
    7.1 主要结论
    7.2 创新点
    7.3 后期工作要点
参考文献
致谢
作者简介

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本文编号：2840414