龙门山汶川地震断裂带北川段岩石与地球化学特征及其变形行为*

李成龙 李海兵 王焕 张进江

1. 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

2. 北京大学地球与空间科学学院，北京 100871

3. 南方海洋科学与工程广东省实验室(广州)，广州 511458

目前，对汶川地震断裂带开展了许多工作，包括断裂带中断层泥粒度分析(陈建业等，2014)、矿物分析(Togoetal.，2011b；党嘉祥等，2012；Chenetal.，2013a；袁仁茂等，2013；Sietal.，2018)、渗透率变化(陈建业等，2011，2014；段庆宝等，2014；Duanetal.，2016)、流体作用和断层愈合作用(Chenetal.，2013b；Xueetal.，2013；Gongetal.，2015，2017；郭瑾等，2019)、断层岩石磁学研究(Yangetal.，2012a，b；Peietal.，2014a，b；Liuetal.，2014；Zhangetal., 2017，2018；张蕾等，2017，2018；Caietal.，2019)、摩擦实验研究(Verberneetal.，2010；Togoetal.，2011a，2016；Houetal.，2012；Yaoetal.，2013a，b)、同震弱化机制认识(Wangetal.，2015；Chenetal.，2017)和假玄武玻璃研究(Wangetal.，2015；Zhangetal.，2017；李成龙等，2020)等等，特别是断裂带地表露头由南向北，从虹口深溪沟、虹口八角庙、茶坪肖家桥、北川擂鼓赵家沟到平武平溪矿坪子等地断裂岩，进行了大量的特征观察与研究(李传友等，2008；韩亮等，2010；陈建业等，2011；Houetal.，2012；Panetal.，2014；Wangetal.，2014a，b)。在映秀-北川断裂带南段虹口段，断裂带宽约240m，由碎裂岩、断层泥、断层角砾岩和多期次假玄武玻璃组成(Lietal.，2013；Wangetal.，2014a，2015)，是一条多核结构(Togoetal.，2011a，b，2017；Lietal.，2013，2014；Wangetal.，2014a；Liuetal.，2016)、经常发生大地震的断裂带(Wangetal.，2019)。在北段南坝段，断裂带宽约30m，由断层泥、假玄武玻璃和断层角砾岩组成(李成龙等，2020)，具有单核结构；在北川段，对断裂带中显微构造和黏土矿物特征也作了详细研究(袁仁茂等，2013，2014)。然而，映秀-北川断裂带北段断裂变形行为、滑移机制和地震活动性等方面的认识仍不清楚，这制约着对汶川地震机制的全面认识。

汶川地震发生之后，中国地震局地质研究所在北川沙坝村进行了同震地表破裂带的探槽挖掘与研究(史翔，2009；袁仁茂等，2013，2014)，对该段古地震和断裂岩进行了研究，并取得了初步认识。……