广州地化所在古应力分析研究中取得新进展

  

  断层擦痕数据可以被用来反演断层形成或复活时的应力状态(主应力的产状和相对大小),是目前脆性构造研究的一种重要方法。原理上讲,在没有其它附加的假设下,该方法最少需要四个独立的断层擦痕数据,否则得不到唯一的古应力解。由于先存的破裂作为薄弱面,容易在后续的构造应力场中复活,野外往往难于找到这样的四条断层,更常见的是测量得到的断层擦痕数据虽然不小于四个,但是在方位空间上不够分散,进而无法确保古应力解的唯一性。这给该古应力分析方法的应用带来困难。 

  最近,中国科学院广州地球化学研究所单业华和梁新权通过理论研究发现在一些特殊的情形下只要有两或三个断层擦痕数据就可以确定一个主应力的产状。对于适合的两条断层,它们断层面上的零剪切力方位相同。这样得到的主应力可以是最大、中间或最小的,其性质的确定需要引入滑动趋势(slip tendency)最大化的限制条件。对于适合的三条断层,它们断层面具有共同、位于主应力平面的交点。我们可以不仅得到的主应力,还可以确定其性质。这种新方法同时具有古应力分析中运动学方法和动力学方法的优点,可以进一步应用于方位空间上分散性差、超过四个的断层擦痕数据。 

  相关的研究成果发表在Journal of Structural Geology77: 228-2382015)上。该项研究得到国家自然基金的资助。

  

1 对于给定的两条逆断层,当确定的主应力呈最大(a)、中间(b)或最小(c)时,不确定主应力的可能分布范围及其滑动趋势。 

  

2 网格搜索法用于求解适合的三条断层问题(a)。对于给定的三条正断层(b),不确定主应力的可能分布范围及其滑动趋势(c)。 


  中国科学院边缘海地质重点实验室 

  中国科学院广州地球化学研究所 科技处 供稿 

    

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