中文摘要：

地表破裂、地球物理探测和余震精定位资料表明，汶川地震发震断层为具有右行走滑分量的高角度逆断层。高角度逆断层滑动需要具备以下三个条件（1）很大的差应力；（2）比较低的摩擦系数；（3）较大的流体压力。本项目拟以上述三个问题为研究目标，通过对映秀-北川断层带出露于地表的不同类型构造岩的变形特征、矿物组成与化学成分、石英和长石的结构水与流体包裹体等研究，结合高温高压实验，开展花岗质岩石的破裂、摩擦-粘滑、脆塑性转化和塑性变形实验，以及对花岗岩的破裂带进行静态重结晶和动态塑性变形实验，研究汶川地震发震主断层映秀-北川断层带的脆塑性转化深度及岩石破裂强度，讨论震源区岩石能够承受的差应力；研究断层摩擦强度与摩擦稳定性，讨论断层摩擦系数大小和发生粘滑（地震）的条件；研究构造岩与流体的关系、石英等压溶和位错蠕变对断层带的愈合作用，讨论断层带深部存在高压流体的可能性与高压流体的封闭条件和形成机制。

结论摘要：

汶川地震同震地表破裂带中发现有灰黑色、细粒松软、不含角砾的新断层泥，其边缘伴生弱胶结的灰色和黄色老断层泥。X粉晶衍射分析显示，新断层泥粘土矿物含量普遍超过40%，而且以伊利石、蒙脱石为主。龙门山断层脆塑性转化域强变形带内SiO2、K2O减小，Fe2O3、CaO、MgO增加，对应于长石发生水解反应生成云母。断层塑性变形的流动应力约15-80MPa，塑性域变形温度范围为400~500℃，脆塑性转化域变形的温度范围为280~400℃。断层带内的石英、长石等矿物普遍含有微量结构水，而且水含量随中岩石变形程度而增加，即强变形的断层带中心含水高于断层带边缘和围岩。石英、长石中含有4种流体包裹体，其中，根据与裂缝愈合相关的次生流体包裹体得出的断层带流体压力系数为0.5-0.9，这中高压流体为高角度逆断层滑动和汶川地震孕育提供了条件。断层脆塑性转化带普遍发育被石英脉愈合了的脆性裂缝，脉体中的石英发生了低温塑性变形和半脆性变形，变形温度大约在350-400℃与150-250℃。由此推测，在断层15-20km和8-12km深度条件下，地震产生的裂缝在间震期通过石英动态重结晶作用被愈合。这种塑性-脆性-塑性转化与断层在地震周期不同阶段的应变速率和流体变化相关。流体对断层带的影响体形在水岩反应、促进塑性蠕变、压溶作用三方面，这不仅可以降低断层强度，而且愈合断层带内的裂缝与孔隙，为高压流体形成提供条件。龙门山断裂带地震发生区段的断层泥样品摩擦滑动实验表明，随着断层泥样品中粘土含量的增加，其摩擦强度逐渐从0.61降到0.24。大部分粘土矿物样品都表现出稳态的速度强化行为，但富含有机质的样品和富碳酸盐断层泥样品表现出速度弱化，具有断层由稳态蠕变向不稳定的地震滑移成核的转变。组构对片麻岩和糜棱岩流变影响实验表明，在相同的应变速率和温度条件下，垂直面理组构的样品强度明显比平行面理组构的样品强度要高。垂直面理组构的样品发生构造置换作用，新形成的变形组构把原有组构彻底改造；平行面理组构的样品，主体继承了原有组构。通过EBSD分析发现，与实验原岩相比，实验后石英c轴定向组构发生了显著变化。龙门山地区地壳流变结构显示，在间震期，断层脆塑性转化带深度在15-20km。在震前加载阶段，断层带内部形成了高压流体。高压流体不仅可以降低断层强度，而且引起脆塑性转化深度下移，使在静水压条件下处于塑性变形