龙门山断层带内方解石机械双晶研究及对断层摩擦系数启示

来源：地震地质杂志2025年第1期北京时间：

作者：崔娅琪, 党嘉祥, 周永胜

单位：中国地震局地质研究所, 北京 100029

摘要：摩擦系数作为断层滑动的重要参数, 对断层稳定性和地震危险性评估具有指示意义, 摩擦系数的获取是断层研究的重要内容之一。文中通过统计龙门山断裂带地表断层岩中的方解石机械双晶密度, 估算了断层岩所承受的历史最大差应力, 进一步计算了断层的滑动摩擦系数。统计结果显示, 断层岩中的方解石双晶密度随着与滑动面距离的减小呈现明显的升高趋势, 在破碎带内为(87.39±35)mm-1, 在滑动面附近为(218.63±36)mm-1, 计算得到的差应力分别为(182.28±25)MPa和(288.30±25)MPa, 该特征表明断层滑动面附近持续承受差应力。用于双晶统计的样品采集于灰岩质断层岩中, 以往的地质调查资料显示这些断层岩的历史最大埋深约为5km。综合上述深度和差应力值, 以及前人对该区域构造应力的研究结果, 计算得到龙门山断裂带在水平和逆冲滑动时的稳态摩擦系数分别为0.61和0.13。上述计算采用的应力值为断层岩所承受的历史最大应力, 因而给出的摩擦系数为稳态滑动摩擦系数的上限。该结果与实验观察结果及科学钻探研究结果一致, 表明通过机械双晶估算断层稳态摩擦系数的方法具有可行性。

关键词：龙门山断裂带,方解石机械双晶,双晶密度,摩擦系数,

基金资助：国家重点研发计划项目(2023YFC3012001); 中国地震局地质研究所基本科研业务专项(IGCEA2114); 国家自然科学基金(42072255)