汶川地震带断层泥X射线衍射和红外光谱分析.pdf

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1、第34卷，第5期光谱学与光谱分析Vo1．34，No．5，pp1416—142020l4年5月SpectroscopyandSpectralAnalysisMay，2014汶川地震带断层泥X射线衍射和红外光谱分析王正阳，曹建劲，罗松英，廖宜鹏中山大学地球科学系，广东省地质过程与矿产资源探查重点实验室，广东广州510275摘要汶川地震在北川县擂鼓镇和赵家沟村一带产生了一系列的同震地表破裂带，采集破裂带内的同震断层泥，同时采集了平武县南坝镇断裂带中的老断层泥。采用x射线衍射和红外吸收光谱对新老断层泥样品进行测试，综合分析其

2、矿物成分、粘土矿物含量及组合等特征。分析结果显示新老断层泥的矿物成分存在较为明显的差异，老断层泥主要由围岩的碎屑或碎粉组成，而新鲜断层泥的主要成分则为粘土矿物。其中新鲜断层泥中的粘土矿物成分主要为伊利石、蒙脱石和伊蒙混层，这一粘土矿物组合表明断层活动的演化环境主要为温暖湿润的环境，粘土矿物所受构造应力变质作用主要表现为低温低压的浅变质作用，这也一定程度上指示了该区域断层最新的活动方式可能是蠕移。前人对汶川地震带断层泥的研究主要集中在其力学性质和结构以及构造方面，而本文的研究则主要通过断层泥中矿物成分和粘土矿物含量的特

3、征来判定断层活动的物理化学环境，这对于断层环境演化和地震的活动机制研究具有重要的科学意义。关键词汶川地震；断层泥；X射线衍射；红外光谱；粘土矿物中图分类号：0657．3文献标识码：ADOI：10．3964／j．issn．1000—0593(2014)05—1416—05外吸收光谱(FTIR)的现代分析测试技术对汶川地震断裂带引言同震断层泥和老断层泥进行分析对比研究，其结果可以对汶川I地震带断层的演化环境和活动机制的研究提供一些思路。断层泥是指由断层的两盘摩擦所产生的未固结或弱固结的岩石粉末，其主要矿物成分是粘土矿物和

4、原岩碎屑。由于1实验部分断层泥是断层活动的直接产物，因此断层泥蕴含着断裂活动的各种重要信息【1j。活动断层的断层泥对于断裂带及地震活1．1样品动的研究具有重大的科学意义，对于断层泥中矿物成分及其实验所用样品采集于引发汶川大地震的龙门山断裂带特征的分析研究可以对断层的演化环境、断层的活动性、活中，其中DN01，DN02，DN03，DN04采集于龙门山断裂带动机制和活动时代及期次等问题做出一定程度的解释，也有后山断裂南坝镇的破裂带中，DZ05采集于中央大断裂的jE助于理解该地区地震的活动性l2]。JIl段赵家沟镇，DL0

5、6采集于中央大断裂北川段的擂鼓村。2008年5月12日四川省汶川地区发生了里氏8．0级的DN01，DN02，DN03，DN04号样品为老断层泥，DZ05和特大地震，此次地震对震区造成了毁灭性的破坏，同时也给DL06号样品为新鲜的同震断层泥。样品过200目筛，于40众多地震科学研究人员提供了丰富的研究课题，带来了新的℃烘箱(DHG-9123A，HASUC)中烘干24h，冷却之后分装机遇和挑战l_5]。该地震发生在青藏高原东缘和扬子地台交密封保存。接部位的龙门山断裂带『7]，地震沿龙门山断裂带中央大断裂1．2方法映秀一北

6、川段形成了长约230km的地表破裂带_7]。前人对XRD分析测试在中山大学化学与化学工程学院中心实破裂带中同震断层泥的研究主要集中在其力学性质及结构特验室进行，分析采用日本RigakuD-MAX2200VPC转靶衍征等方面_5’Icq2]，在断层泥矿物成分及粘土组合特征分析方射仪，测试使用铜靶，管压／管流为30kV／30mA，步宽为面的研究较为缺乏。本文使用x射线衍射(XRD)和傅里叶红0．02，扫描范围为3。～8O。；使用MIDJade6．0进行物相分收稿日期：2013—07—11。修订日期：2013—11-02基

7、金项目：国家自然科学基金项目(41072263，41030425，40773037，40673044)和国家高技术研究发展计划(863计划)项目(20O8AAO6Z101)资助作者简介：王正阳，1992年生，中山大学地球科学系硕士研究生e-mail：wzy920102@126．CON*通讯联系人e-mail：eescjj@mail．sysu．edu．cn第5期光谱学与光谱分析1417一sⅡⅡI析。FTIR分析进行于中山大学测试中心，使用仪器为德国显微镜联用仪，分辨率优于0．2cm～，注记波数范围为Bruker公司生产

8、的EQUINOX55傅里叶变换红外光谱一红外4000~400cm～。Table1Samplingpositionoffaultgouge的HC()3一引起，3020和2897cmI1是烷基或甲基的C_H2结果与讨论键的伸缩振动产生的。DN02号样品的红外图谱(图3)和DN01号样品类似，只2．1x射线衍射特征是在矿物吸收峰位置上略有偏移以及强度