断裂带中方解石脉显微结构、地球化学和年代学研究：藏南亚东裂谷带古地震记录*

李春锐 李海兵 潘家伟 刘栋梁 白明坤 刘富财 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

断层以及断层附近的破裂带作为流体运移的通道，在地震活动期间能够沟通不同层次流体，如大气水、地壳流体、幔源流体(Menziesetal., 2014；Barberioetal., 2017)。地震过程中富含CO2流体运移时，由于岩石破裂导致的流体压力降低，以及不同来源流体混合时导致的矿物溶解度变化，在断层的阶步以及破碎带裂缝中会产生矿物沉淀，形成方解石脉(Dolejš and Manning，2010；De Filippisetal., 2013；Brogietal., 2014)。方解石脉的显微结构可以指示其与地震事件的关系：同构造期沉淀脉体结构为块状、拉长块状和扩展状，其中同震阶段形成的脉体由于裂隙开启过程中流体压力快速下降导致的高矿物饱和度，一般具有块状等粒结构(Verhaertetal., 2003；Boullieretal., 2004；Uysaletal., 2007；Watanabeetal., 2008；Nurieletal., 2012)；震间期压溶-沉淀，常见结构为“压力影”和超压泥页岩层中发育的纤维脉(Eyaletal., 1992；Bonsetal., 2012; Zhangetal., 2015)；震间期开放裂缝沉淀，常见类型为浅表暴露面的泥质薄层(Flottéetal., 2001；Verhaertetal., 2004；Nurieletal., 2011)。沿断层发育的方解石脉作为地震期间断层活动和裂缝开放的记录(Boullieretal., 2004；Williamsetal., 2017)，其地球化学示踪剂如同位素，REY(稀土元素和钇)模式，可以用于推断发震时期以及地壳流体循环路径(Nolletetal., 2005；Uysaletal., 2011；Bergmanetal., 2013)。由于非地震活动成因的脉体流体来源为相邻围岩，因此脉体地球化学和同位素多具有与围岩相似的特征。地震活动相关脉体具有更大的外部流体来源贡献，地球化学特征与围岩常具有明显差异。……