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断裂带的变形行为和断层滑移机制是目前地震研究关注的热点,断裂带岩石特征、内部结构与物理化学性质是确定断层蠕滑或粘滑行为以及断层滑移机制的基础和关键。本文以鲜水河断裂带乾宁段地表出露的断裂岩为研究对象,通过野外地质调查、室内光学显微镜、扫描电镜、粒度统计、粉末X射线衍射分析（XRD）和薄片X射线荧光光谱分析（XRF）等多种研究方法,对鲜水河断裂带岩石特征、结构构造、物性、矿物成分及化学元素分布开展了详细的分析,并探讨了相关变形行为和滑移机制。分析表明：（1）断裂带核部主要由黑色断层泥、浅黄色及黄色断层角砾岩和灰色碎裂岩、灰色断层角砾岩组成,呈单核对称结构;（2）黑色断层泥厚3~5cm,具有快速滑动结构特征,表现为断层粘滑行为。断层泥可划分出13个滑移带,最窄滑移带厚约40μm,至少代表13期古地震事件;（3）断层泥主要由伊利石、高岭石和石英等矿物组成,其中边部伊蒙混层含量异常高,为最新一次古地震的主滑移带。由于伊利石和伊蒙混层（或蒙脱石）为主要黏土矿物的断层泥渗透率低、孔隙流体压力大,以及发现断层泥楔入脉,表明地震过程中断层滑动存在热增压弱化机制;（4）从断层泥不同滑动带中碎块蚀变程度和矿物分布特征来看,地震主滑动带有向碎裂岩方向迁移的趋势。推测断层在滑动过程中,更趋向于向弱矿物含量高（如伊利石、伊蒙混层）、强矿物含量低（如方解石、高岭石）的围岩一侧迁移。 相似文献
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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MW 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... 相似文献
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四川汶川5.12大地震同震滑动断层泥的发现及意义 总被引：4，自引：0，他引：4
2008年汶川8.0级地震沿龙门山断裂带内的映秀—北川断裂和灌县—安县断裂产生了近300 km的同震地表破裂带。震后地质科学考察发现地表变形以逆冲为主,并伴有右旋走滑。地震地表破裂带大多沿古生代碳质泥岩、页岩和三叠系煤系地层内的滑动面出露地表,这些软弱地层为地震破裂带冲到地表提供了超低摩擦滑动带。我们发现在同震垂直和水平位错达6m左右的地表破裂带,地震的同震滑动发生在厚度约0.5~2cm 的狭窄滑动带内,以发育新鲜的灰色断层泥为特征,这些断层泥是地震断层快速滑动过程中岩石—流体相互作用的结果。 相似文献
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四川汶川5.12大地震同震滑动断层泥的发现及构造意义 总被引：6，自引：0，他引：6
2008年汶川8．0级地震沿龙门山断裂带内的映秀-北川断裂和灌县-安县断裂产生了近300km的同震地表破裂带。震后地质科学考察发现地表变形以逆冲为主,并伴有右旋走滑。地震地表破裂带大多沿古生代碳质泥岩、页岩和三叠系煤系地层内的滑动面出露地表,这些软弱地层为地震破裂带冲到地表提供了超低摩擦滑动带。我们发现在同震垂直和水平位错达6m左右的地袁破裂带,地震的同震滑动发生在厚度约O．5—2cm的狭窄滑动带内,以发育新鲜的灰色断层泥为特征,这些断层泥是地震断层快速滑动过程中岩石-流体相互作用的结果。 相似文献
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汶川地震断层带北川擂鼓镇赵家沟剖面的露头及显微结构均发现多期次脉体纵横交错,角砾岩被胶结。通过对断层岩相关的碳酸盐矿物同位素分析得知,断层岩角砾和脉体中大量的白云石来源应是断层带内富Mg离子的流体,且碳氧同位素显著分异,角砾的δ~(18)O值和δ~(13)C值与灰岩围岩更接近,脉体和基质显示重同位素亏损。通过"同震热分解"和"水-岩相互作用"2种可能模型的研究分析,同震热分解模型δ~(13)C值明显高于实际,而水-岩相互作用则可形成这种分异结果。故震后深部流体上涌所导致的表层大气水再循环可能是导致震后断层快速愈合的重要原因,同震破裂和间震期愈合则形成完整的断层系统。 相似文献
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断裂带中的方解石脉作为流体的直接记录,保存了丰富的断层活动信息。亚东裂谷是藏南地区南北向裂谷系中一条具有区域规模的大型裂谷,自北向南分别为热隆、涅如堆以及帕里次级裂谷。本文在涅如堆地堑南、北部和帕里地堑北部裂谷断层选取三个采样点,对沿断层发育的方解石脉进行研究,揭示了脉体与地震活动的关系、流体来源以及古地震发生时间。显微结构观察显示,方解石脉主要具有块状和拉长块状结构,分别代表了同震快速沉淀以及震后的同构造期沉淀。涅如堆地堑北部方解石脉具有Eu元素正异常以及高87Sr/86Sr比值的热液特征,异常轻的碳氧同位素值显示出地幔流体和大气水贡献。涅如堆地堑南部和帕里地堑北部方解石脉具有Ce和Eu负异常以及Y正异常的低温特征,与区域内灰岩相近的δ13C和87Sr/86Sr值反映了围岩来源,偏负的δ18O表明同样存在大气水贡献。方解石的地球化学特征反映了裂谷断层切割深度大,在断层活动期间能够沟通不同深度域的流体。断层亚东裂谷涅如堆段方解石脉铀系测年结果为距今679±129ka,帕里段北部结果为距今544±26ka、444±15ka和408±13ka,由于以上样品均具有同震或同构造期的内部结构特征,因此测年结果代表了地震活动时间。结合涅如堆段发育的断层三角面高差,计算出裂谷断层中更新世以来的E-W向伸展速率为0.17~0.24mm/yr,小于晚更新世以来0.8±0.3mm/yr的伸展速率,以及GPS观测的伸展速率6mm/yr。即中更新世以来,亚东裂谷涅如堆段断层活动速率逐渐增大。该地区断裂带中广泛发育的方解石脉能够为基岩区的断层活动和古地震研究提供宝贵的资料。 相似文献
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汶川地震断裂带结构特征与龙门山隆升的关系 总被引：7，自引：2，他引：5
2008年汶川地震(MW7.9)发生在青藏高原东缘龙门山断裂带上,并沿映秀-北川断裂和灌县-安县断裂分别产生约270km和80km的不同性质的地表破裂带。断裂岩是断裂活动的产物,是断裂带的物质组成,其结构特征记录了断裂活动演化的历史。本文以汶川地震发震断裂映秀-北川断裂带中虹口八角庙地区地表露头和汶川地震科学钻探一号孔(WFSD-1)岩心为主要研究对象,通过详细的野外调研、显微结构及XRD分析等,识别出映秀-北川断裂带由五个次级单元组成,分别为:碎裂岩带、黑色断层泥和角砾岩带、灰色断层角砾岩带、深灰色断层角砾岩带以及断层泥和角砾岩带。断裂岩组合显示映秀-北川断裂带具有多核断裂结构特征。映秀-北川断裂带在地表出露的宽度约为240m,岩心中厚度约为105m,碎裂岩、断层角砾岩、断层泥在地表及岩心中均发育,而假玄武玻璃仅在地表碎裂岩部分出现。汶川地震主滑移带斜切了映秀-北川断裂带,不完全沿袭古地震滑移带,暗示汶川地震断裂带与映秀-北川断裂带可能不是同一个断裂体系。通过断裂岩的研究确定了映秀-北川断裂带存在着摩擦熔融、热增压、动态润滑和机械润滑等多种断裂滑移机制。低温热年代学的研究推断映秀-北川断裂带的形成时代为15～10Ma,自形成以来,映秀-北川断裂带的长期活动控制着龙门山的快速隆升。断裂带五个不同断裂岩组合的内部结构带,可能与龙门山不同的隆升速率期有着一定的联系。 相似文献
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目前缺乏来自于地震断裂带的假玄武玻璃的原始特征研究,制约着我们对地震孕震环境和地震发生机制的认识。本文以龙门山断裂带汶川科钻2号钻孔岩心的碎裂岩及花岗闪长岩为研究对象,通过氩气环境下的高温加热实验(最高温度达1750℃)、显微结构观察、地球化学分析和岩石磁学测试,探讨断裂熔融作用中单质铁的形成及其指示意义。花岗闪长岩和碎裂岩在1100℃时发生部分熔融作用,形成了非晶质和微晶;在≥1300℃时形成了大量单质铁组成的微球粒,可能是含铁矿物发生了以碳物质为还原剂的高温还原反应。高温实验后样品的磁化率值高于碎裂岩的磁化率值,新生成的磁铁矿是≤1100℃的样品高磁化率值的主要原因;熔融作用中形成的单质铁和少量的磁铁矿是≥1300℃样品高磁化率值的重要原因。结合前人对于快速摩擦实验熔体、地幔物质及陨石的研究,我们认为粘土矿物、硅酸盐矿物含量较多的断层泥在同震滑移中因热增压机制很难形成单质铁;而花岗岩、安山岩、辉长岩、闪长岩等岩浆岩和糜棱岩在流体作用弱和硫化物含量低的环境中易在大地震中形成单质铁。龙门山断裂带的假玄武玻璃的熔融温度≥1300℃,硫元素含量较低并发现有过剩铁元素。因此,表明龙门山断裂带的假玄武玻璃中可能形成了单质铁,其和磁铁矿是假玄武玻璃高磁化率值异常的重要原因,并指示了深部流体作用弱、硫化物含量低、还原性的孕震环境。 相似文献
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以野外观察描述为手段,系统研究了碳酸盐岩断裂变形机制的影响因素及断裂带结构演化过程,剖析了碳酸盐岩地层中断裂带结构与流体运移的关系。研究表明,影响碳酸盐岩内断裂变形机制的因素包括岩性、孔隙度、变形深度、温度、胶结作用、先存裂缝等,控制断裂带结构形成的因素包括滑动位移和破裂模式等。低孔隙度碳酸盐岩以裂缝发育为主,高孔隙度碳酸盐岩变形早期产生变形带,带内裂缝联接逐渐发育成断层带。随着埋藏深度的增加,断裂带结构不同：埋藏深度小于3 km,断层核主要发育无内聚力的断层角砾岩和断层泥;埋藏深度大于3 km,断层核普遍发育有内聚力的断层角砾岩和碎裂岩,破碎带发育多种成因的裂缝。随着位移的增加,破裂模式从早期的破裂作用变为后期的碎裂作用,最终形成碎裂流。断裂带演化是一个四维过程,断层核和破碎带发育情况直接影响断层对油气的运移和封闭的作用。断裂变形机制、断裂带内部结构以及与流体运移关系的研究,都可为封闭性提供重要的理论依据。 相似文献
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2008年汶川地震促使人们思考青藏高原东南缘走向和规模与龙门山断裂带相近的丽江- 小金河断裂的活动历史,但受限于地质条件制约断裂尤其是其北段相关研究极其薄弱。基岩断裂带的物质组成与结构特征是断层长期活动的产物,蕴含丰富的历史活动信息。本文以丽江- 小金河断裂盐源段多个天然剖面为研究对象,通过详细的断裂带宏观结构调查、断层岩显微构造及XRD分析发现：① 断层破碎带以一套厚度>20 m的破裂面密集带为特征,优势破裂面走向为NE20°~30°,推测为丽江- 小金河断裂长期活动形成的张剪性破裂;② 断层带核部以断层角砾岩和断层泥为主,灰岩角砾岩黏土矿物含量~2%,以伊利石和伊蒙混层为主,粉砂岩断层泥黏土矿物含量~52%,以坡缕石和绿泥石为主,石英含量36%,缺失长石类矿物。断裂带宏观结构和断层岩微观结构特征均表现为角砾呈棱角状,砾径差异极大且呈零散状分布,符合快速滑动特征,指示断层滑移方式为黏滑。此外,核部断层岩带统计厚5~8 m,这一规模相对于龙门山映秀- 北川断裂带核部180~280 m和安县- 灌县断裂带核部40~50 m显著偏小,表明前者自形成以来的活动性远低于后者,两者的地震行为并不能简单类比。结合断裂在宏观结构特征、断层岩成分与种类以及所反映的滑动方式与隆升剥蚀量的差异,认为丽江- 小金河断裂更可能是鲜水河断裂切断锦屏山- 龙门山构造带之后形成的,晚新生代与龙门山断裂带具有不同的活动历史。 相似文献
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断裂岩的岩石磁学研究可以揭示地震断裂作用的物理和化学环境,对于探讨地震断裂作用机制具有重要作用。本文在断裂岩岩石磁学最新文献的基础上,结合笔者及所在研究团队在龙门山断裂带获得的研究成果,综述了断裂岩的岩石磁学研究进展。大量研究发现断层泥和假玄武玻璃通常具有磁化率值或剩磁强度异常特征。顺磁性矿物在摩擦热或流体作用下形成新的铁磁性矿物是断层泥和假玄武玻璃高磁化率值或高剩磁强度的主要原因;地震断裂摩擦熔融作用中形成的单质铁是假玄武玻璃中高磁化率值或高剩磁强度异常的另一个重要原因。蠕滑断裂和出露于浅地表的断裂带中可见一些具有低磁化率值异常的断层泥,原因可能是流体作用或断裂带未经历高温摩擦热。断裂岩的岩石磁学研究为地震断裂带的应力应变、形成温度、摩擦热效应、流体作用、形成深度和氧化还原特征等提供了重要信息,可用于分析地震断裂的孕震和发震环境。综合岩石磁学测试和微米至纳米尺度的超显微学研究,并辅助地震断裂岩的摩擦实验、高温热模拟实验等研究可以更好地获得断裂岩的岩石磁学信息。 相似文献
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鲜水河断裂带作为控制青藏高原物质大规模向东侧向挤出的北部边界，是中国乃至世界上大陆内部强震活动最频繁的断裂带之一，但大地测量学研究表明它具有广泛的浅部蠕滑变形行为。认识断裂带蠕滑与粘滑兼具的变形行为及其控制因素是评估鲜水河断裂带地震活动性的关键。本文以鲜水河断裂带乾宁段在四川甘孜州龙灯乡出露的宽约800m的岩石-构造剖面为研究对象，通过野外地质调查、室内光学显微镜及扫描电镜观察、粉末X射线衍射分析和微区X射线荧光光谱分析等方法，对断层岩的结构构造、矿物组成和地球化学性质开展详细研究。研究剖面由约100m宽的砂岩破碎带和约700m宽断层岩组成，广泛发育断层角砾岩和薄层且呈弥散式分布的断层泥，断层岩内普遍具有压溶构造，但局部断层岩具有快速滑动结构特征，表明断裂带在蠕滑变形过程中存在局部地震粘滑变形行为。断裂带内流体作用使断层岩中长石和白云母蚀变成以伊利石为主的粘土矿物(含量5%～11%),新生的粘土矿物在密集的面理中定向排列，促进了断层的弱化和在浅部(4km以上深度)的蠕滑变形。而在断裂带局部裂隙较为发育的位置，流体的注入导致了大量碳酸盐矿物(方解石和白云石，含量12%～33%)的沉淀和C... 相似文献
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《地学前缘》2017,(2):123-129
陆内造山带普遍存在的高压流体与金属矿产与油气形成与分布关系十分密切。大巴山陆内造山带发育有大量同构造期方解石脉,碳氧同位素反映其为围岩碳酸盐岩成岩流体产物。通过对方解石脉中盐水包裹体分析测试,应用包裹体p-T-X相图确定的大巴山构造带同构造期古流体压力自北而南由高变低,即从大巴山逆冲构造带、大巴山前陆构造带到大巴山前陆坳陷古流体压力分别为240~270 MPa、220~240 MPa和170~190 MPa,而恢复的古流体压力梯度分别为2.2 MPa/100m、2.3 MPa/100m和2.0 MPa/100m,明显高于正常静水压力,表明大巴山陆内造山期古流体为典型异常高压流体。综合分析表明,大巴山陆内造山带和四川盆地自古至今普遍存在异常高压流体。结合区域地质研究认为,处于大巴山推覆体前缘、受志留系泥岩滑脱层和逆掩断层控制的高压体系具有压力封存箱特征。大巴山陆内造山带高压流体是在埋藏过程中形成的,其形成深度在2 800m左右,异常高压是大巴山构造带驱动流体迁移的主要动力之一。 相似文献
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汶川地震断裂带碳质来源、赋存特征及构造意义 总被引：2，自引：0，他引：2
不同尺度研究表明,碳质主要以五种方式赋存于汶川地震断裂带中:1断层角砾内部、未受破坏的初始赋存状态;2断层泥中弥散状分布的棱角状碳质碎屑;3滑动面两侧碳质脉;4碎裂岩化碳质脉,其分支灌注断层泥和断层角砾带裂隙;5地震主滑移面石墨晶体。碳质同位素δ~(13) C值范围为-26.6‰~-23.4‰,激光拉曼光谱分析表明碳质(不包括石墨)仅遭受不超过250℃或沸石至葡萄石-绿纤石相的变质作用,以及断层角砾中保留碳质沉积层理,均说明断裂带碳质来源于断裂带围岩,即上三叠统须家河组。碳质不同赋存状态形成机制:1初始赋存状态是成岩作用的结果;2弥散状分布的棱角状碳质碎屑是断层活动机械破坏的结果;3碳质脉是断层滑移过程中,围岩碳质层(如煤线)被挤压进入断裂带,沿断层面形成的拖尾构造;4地震过程中,快速断层活动使碳质脉碎裂岩化,并挤压注入构造裂隙;5石墨则是低结晶度碳质受同震摩擦加热石墨化的结果。碳质揭示了汶川地震断裂带断层活动过程信息,尤其是与地震有关的信息:1同震滑移产生的摩擦热异常仅限于非常狭窄(mm级)的范围内,绝大多数断裂岩碳质并未记录到摩擦热影响;2显微构造特征表明低结晶度碳质本身并未起到弱化断层的作用,但经摩擦加热石墨化形成的石墨将导致断层强度显著降低;3汶川地震断裂带切割多层富含碳质的烃原岩,碳质富集现象和石墨弱化机制可能在近地表层位(深度10km)汶川地震断裂带普遍存在。 相似文献
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目前,对龙门山冲断带内横断层研究较为薄弱.在综合分析区域地质和地球物理资料的基础上,利用野外考察和构造物理模拟等方法,对龙门山冲断带横断层成因类型及地质意义进行了探析.研究表明:(1) 龙门山断裂带中北段主要发育6条横向断层,其中虎牙横断层为中段与北段的分界,卧龙-怀远横断层为中段与南段的分界;(2) 横向断层主要有3种成因类型:先存北西向断裂或薄弱带再活化、主断裂带差异逆冲产生的撕裂(调节)断层、X共轭剪切断层和横张断裂;(3) 横断层调节了冲断带各段构造活动性、构造变形强度等多方面的差异,其可以独立发震、使龙门山主断裂带分段发震、与主逆冲断裂联合发震、在主震发生后控制余震分布、引发余震等. 相似文献
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龙门山褶皱冲断带位于青藏高原东缘与四川盆地之间,中生代以来主要经历了晚三叠世和新生代两期重要的地壳缩短变形,形成了典型的逆冲推覆构造带.龙门山的形成和演化与青藏高原隆升以及地震活动有着密切的关系,因此龙门山褶皱冲断带南北两段的差异性被众多学者所关注.文章在前人工作的基础之上从3个角度来阐述龙门山南北两段的差异性:1)地质调查和地震反射剖面解释表明,晚三叠世龙门山北段变形强烈而南段变形不明显,南北分段格局就此形成;2)汶川地震同震地表破裂的差异,北段以右旋斜向逆冲为主,南段则主要以逆冲为主.兼有少量的走滑分量;3)同震断裂的三维构造建模揭示出,同震断层的三维几何形态同样存在南北差异,北段同震断层只有一条且不能向下延伸至深部的主滑脱层,而南段同震断层有两条分支,二者在大约10km的深度合并成一条,并向下延伸至约17km深度与主滑脱层相连.因此,认为汶川地震同震破裂的南北分段性是由于晚三叠世龙门山先存的南北构造差异性所引发的. 相似文献
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《地质科技情报》2021,40(5)
四川盆地东南部志留系油气成藏过程研究缺少成藏和破坏阶段的直接证据,丁山地区志留系石牛栏组储层内沥青和方解石脉体记录了储层内流体演化的信息,对研究油气藏油气成藏演化过程有重要的指示作用。运用显微岩相学、阴极发光、微区原位元素和流体包裹体分析方法,确定了古流体来源和活动时间,并恢复了甲烷包裹体古压力,结合烃源岩生烃演化史和地质特征揭示了石牛栏组油气成藏演化过程和主控因素。研究结果表明丁山地区石牛栏组储层内发育两期方解石脉体,原油充注发生在两期方解石脉形成之前。第一期方解石脉形成于距今约127 Ma,阴极发光颜色为褐红色,方解石脉形成于偏还原环境,成脉流体来源于同层位成岩流体。第二期方解石脉形成于距今约83 Ma,阴极发光颜色为褐黄色,方解石脉形成于偏氧化环境。龙马溪组烃源岩大量生油阶段在距今190～150 Ma之间,生成的石油充注到石牛栏组储层中并在距今约135 Ma裂解成气藏。甲烷包裹体捕获压力为51.77～57.46 MPa,储层压力系数为1.26～1.40。石牛栏组古气藏在燕山期以来,由于构造运动导致地层抬升剥蚀和断裂发育,促使天然气泄漏。 相似文献
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针对2008年发生汶川8.0级地震的龙门山断裂铲状分布和断层倾滑面倾角随深度变化特点,本文提出了描述龙门山断层同震运动(滑动和转动)的向-位错组合模型。结合地质数据采用回归分析法模拟了断层在倾滑过程中断层面倾滑方向随断层深度的分布特征;利用四川地区实测的三维同震GPS数据结合粒子群算法,采用向-位错模型对汶川地震断层面的同震滑动和随深度的方向转动(向错)进行了反演计算,并将反演的同震滑动区域和大小分布与USGS断层滑动结果进行了对比分析。理论分析和模型计算表明:(1)在汶川8.0级地震发生过程中,由于断层的倾滑面为倾角由上向下逐渐变小的曲面,断层面上的倾滑方向也随断层面法线的改变而变化,即断层面在破裂过程中存在明显的向错现象;(2)龙门山发震断层的倾滑面转动方向随深度变化为一开口向上的抛物线,震中位于转动角变化的极值点附近;(3)在断层几何参数相同的情况下,采用向-位错组合模型反演的同震滑动区域和USGS的滑动区域具有较好的一致性,滑动大小的差异主要由断层模型之间的差异、测量误差等多种因素引起。 相似文献