張 雷 何昌榮

（中國地震局地質(zhì)研究所，地震動力學國家重點實驗室 100029）

龍門山映秀-北川斷裂平溪黑色斷層泥中有機質(zhì)成分分析及對斷層摩擦滑動性質(zhì)的影響

張 雷 何昌榮

（中國地震局地質(zhì)研究所，地震動力學國家重點實驗室 100029）

通過對龍門山映秀-北川斷裂平溪黑色斷層泥一系列的分析測試，發(fā)現(xiàn)黑色斷層泥中含有約9wt%的有機質(zhì)組分，并且屬于干酪根類型。通過對有機質(zhì)的氣相色譜質(zhì)譜分析得到，其中主要的烷烴化合物成分為正構烷烴（C14-C21）、無環(huán)異戊二烯烷烴（姥鮫烷和植烷）、甾烷、萜烷和n烷基環(huán)已烷（C10-C21）。對有機化合物的初步分析表明，有機質(zhì)形成于海相或咸水湖泊相的還原環(huán)境，并且賦存時間長，有機質(zhì)成熟度高。通過對比實驗發(fā)現(xiàn)，黑色斷層泥中有機質(zhì)的出現(xiàn)能夠顯著地弱化斷層的摩擦強度以及提高斷層摩擦滑動的穩(wěn)定性。

龍門山斷裂帶 黑色斷層泥 摩擦特性 有機質(zhì) 干酪根 烷烴類化合物

0 引言

有機質(zhì)作為自然界中碳的主要賦存形式，在地層中廣泛存在（Keil et al．，1994；Hedges et al．，1995）。尤其在斷層帶中活躍的水巖反應所生成的大量細粒黏土礦物對于有機質(zhì)的吸附和保存更加有利于有機質(zhì)的富集（Bergamaschi et al．，1997；李愛民，2005）。但是，目前對于斷層泥中有機質(zhì)的研究，已知的是利用有機質(zhì)的成熟度來計算斷層滑動的最大生熱量（Polissar et al．，2011），而對于斷層泥中有機質(zhì)對于斷層滑動行為的影響鮮有提及。2008年5月12日發(fā)生的汶川MS8.0地震位于龍門山斷裂帶上，發(fā)生同震滑動的斷裂為映秀-北川斷裂（地表破裂長度240km）和灌縣-安縣斷裂（地表破裂長度70km）（徐錫偉等，2008）。王萍等（2009）對汶川MS8.0地震龍門山地表破裂帶的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，映秀-北川地震斷層主要沿著三疊系須家河組碳質(zhì)泥巖層和含煤地層（映秀-北川斷裂的西南段）以及寒武系碳質(zhì)頁巖層展布（映秀-北川斷裂的NE段）。含有碳質(zhì)泥巖和煤系地層的斷層破裂面往往具有較大的同震位移。通過對龍門山斷裂帶映秀-北川斷裂地表出露的天然斷層泥的摩擦實驗研究發(fā)現(xiàn)，平溪黑色斷層泥中有機質(zhì)（有機碳）的存在能夠顯著地影響斷層的摩擦強度以及摩擦滑動的穩(wěn)定性（Zhang et al．，2013）。在低于100℃的溫度條件下，黑色斷層泥中有機質(zhì)能夠顯著地弱化斷層的強度并同時穩(wěn)定斷層的摩擦滑動。但是，對于黑色斷層泥中有機質(zhì)的成分所知甚少，因此，在本研究中利用有機地球化學手段對自然斷層泥中的有機質(zhì)含量及其主要成分進行了分析研究。在此基礎上討論該斷層露頭黑色斷層泥中有機質(zhì)的來源以及有機質(zhì)對龍門山斷裂帶斷層活動性的影響。

圖1 龍門山斷裂帶及其周圍區(qū)域地質(zhì)圖Fig.1 A geologicalmap of Longmenshan Fault zone and its adjacent areas.

1 區(qū)域地質(zhì)和樣品采集

在2008年汶川MS8.0地震中映秀-北川斷裂的同震破壞是最劇烈的。通過震后衛(wèi)星影像解譯發(fā)現(xiàn)，此次地震在地表形成了1條240km長的同震破裂帶，而詳細的地質(zhì)考察表明，同震錯動以具有右旋走滑分量的逆斷層破裂為主，最大垂直位移6.2m，最大右旋走滑位移4.9m（徐錫偉等，2008）。其中，映秀—北川斷裂北段的水觀鄉(xiāng)礦坪子的同震地表破裂水平位移約為3.0m，垂直位移約為2.0m（Li et al．，2010）。黑色自然斷層泥樣品采自于水觀鄉(xiāng)礦坪子村平溪同震破裂地表露頭。該斷裂總的露頭寬度約為9m，斷裂在地表發(fā)生輕微的反轉(zhuǎn)，同震垂直位移為（2.0±0.1）m，水平位移（3.0±0.2）m。斷層下盤出露寒武系至志留系的灰?guī)r和白云巖，斷層上盤為一套志留紀的碳質(zhì)頁巖和細粒砂巖。在該斷層核部發(fā)現(xiàn)3層斷層泥，靠近右側(cè)上盤斷層角礫的是一層黃色斷層泥，而鄰近下盤斷層角礫出露的為一層黑色斷層泥，其中灰色斷層泥夾在黃色和黑色斷層泥中間。一層白色脈體沿著灰色斷層泥與黑色斷層泥交界處發(fā)育。含有機質(zhì)斷層泥樣品采自該斷層核部的黑色斷層泥層（圖2）。

2 黑色斷層泥成分分析

對于該黑色斷層泥樣品，進行了X光衍射分析（XRD），并以此來計算其礦物成分。通過XRD分析發(fā)現(xiàn)，在黑色斷層泥樣品中石英和黏土礦物是主要礦物成分，其中石英含量為82%，黏土礦物含量為13%，還含有少量的鉀長石（3%）和重晶石（2%）。通過粒度分析發(fā)現(xiàn)，斷層泥的粒度分布范圍非常廣，從μm尺度到mm尺度，其中值粒度為3.0μm（Zhang et al．，2013）。

通過黑色斷層泥的全巖化學分析發(fā)現(xiàn)，其中的CaO和MgO的含量很低，但含有相對較多的Al2O3以及大量的SiO2（表1）?？傮w來看，化學成分分析結果和XRD分析得到的礦物成分的結果基本符合。在化學成分分析過程中的燒失量LOI（Loss On Ignition）約為9.3%。由于在斷層泥中未發(fā)現(xiàn)碳酸鹽礦物，因此，主要的質(zhì)量損失來自于斷層泥中加熱分解的氣態(tài)產(chǎn)物（主要為自由水和黏土中的結構水）和有機質(zhì)。

圖2 平溪斷層剖面Fig.2 Fault outcrop at Pingxi.

表1 平溪黑色斷層泥主要元素成分Table 1 Content ofmajor elements in Pingxi black gouge

2.1 黑色斷層泥全碳分析及有機質(zhì)含量計算

對黑色斷層泥樣品進行了全碳分析，結果表明，其中總碳含量為3.7%，不含無機碳。為了確認其中碳的來源，將斷層泥樣品進行了去除有機質(zhì)處理。雙氧水溶液在分解過程中產(chǎn)生的中間產(chǎn)物羥基自由基（.OH）是一種具有高度活性的氧化劑，能夠?qū)⒂袡C質(zhì)氧化分解（Kwan et al．，2002，2003）。對使用雙氧水去除有機質(zhì)之后的黑色斷層泥樣品，進行了全碳分析，結果發(fā)現(xiàn)其中的總碳含量僅為0.2%。由此可以推知，碳含量的急劇減少是因為有機質(zhì)的去除，因此黑色斷層泥中的碳主要來自于其中的有機質(zhì)成分。

為確定斷層泥中的有機質(zhì)含量，采用燃燒法進行了分析（Dean，1974）。該方法是將斷層泥樣品在125℃下干燥12h，以去除樣品中的自由水，然后測量斷層泥樣品在550℃的條件下燃燒前后的質(zhì)量損失（圖3）。由于XRD分析表明斷層泥樣品中不含碳酸鹽，因此所有損失的物質(zhì)均來自于有機質(zhì)和黏土礦物中的晶格水（OH）。

黏土礦物中一般含有5%或更少的晶格水，而當加熱到550～1 000℃時會被去除（De′an，1974）。將晶格水的損失從燃燒損失的重量中進行校正去

圖3 平溪黑色斷層泥550℃灼燒前后對比Fig.3 Comparison of Pingxi black gouge before and after ignition at 550℃.

通過燃燒法得到的有機質(zhì)的含量與利用關系式（1）通過有機碳含量（3.7%）所得到的有機質(zhì)含量范圍（7.94%～9.44%）相符合。

2.2 有機質(zhì)成分分析

根據(jù)Brooks（1981）對于有機質(zhì)的分類，沉積巖中的有機質(zhì)主要分為兩大類：可抽提有機質(zhì)（主要為瀝青質(zhì)）和干酪根。其中，可抽提有機質(zhì)是指有機質(zhì)可以通過有機溶劑或水溶液而分離出來。而干酪根則不溶于有機溶劑和含水堿性溶劑。因此，對于平溪黑色斷層泥樣品進行了氯仿瀝青A抽提，以期能夠分離出其中的可抽提有機質(zhì)。但是氯仿瀝青A的分析結果顯示，從131g樣品中抽提出的有機質(zhì)含量為4.6mg，僅占斷層泥總量的0.003 5%。據(jù)此可知黑色斷層泥中的可抽提有機質(zhì)含量極少，因此，其中主要的有機質(zhì)成分應該屬于干酪根類型。

依據(jù)上述分析結果，根據(jù)GB／T 18606-2001國家執(zhí)行標準，對黑色斷層泥樣品進行了飽和烴和芳香烴的氣相色譜質(zhì)譜分析。使用的儀器為中國石油大學重質(zhì)油國家重點實驗室Agilent7890-5975c氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀。測試條件為：

（1）色譜條件：色譜柱為HP-5MS彈性石英毛細柱（60m×0.25mm×0.25μm），載氣為99.999%氦氣，進樣口溫度為300℃。

（2）升溫程序：初溫為50℃，以20℃／m in的速度升溫至120℃，再以4℃／min的速度升溫至250℃，以3℃／min速度升溫至310℃，保留30min，至樣品完全流出色譜柱。

（3）質(zhì)譜條件：EI電流源70Ev，質(zhì)量范圍45～600amu（atomic mass unit）；倍增器電壓1200V，離子源溫度200℃。采用選擇離子檢測（SIM）分別為：82，98，123，125，137，177，183，187，188，191，193，201，205，217，218，231，232，245，253，259，369，412m／z（離子質(zhì)荷比）。

氣相色譜質(zhì)譜分析結果見表2，同時在全離子流譜圖中也定量化給出了不同有機化合物的相對質(zhì)量百分比（圖4）。通過分析結果可以發(fā)現(xiàn)，有機質(zhì)主要有正構烷烴、無環(huán)異戊二烯類烷烴、n-烷基環(huán)已烷以及少量的甾烷和萜烷。

2.3 斷層泥中有機質(zhì)的指示意義

沉積有機質(zhì)中的正構烷烴主要來源于活的生物體，脂肪酸、蠟質(zhì)等脂類化合物（陳義才等，2007）?，F(xiàn)代沉積物中的烷烴奇偶優(yōu)勢值（OEP）較高，而在較老地層中隨著有機質(zhì)成熟度的增高，OEP值會逐漸下降到1左右（陳義才等，2007）。在圖5中列出了黑色斷層泥中正構烷烴的分布曲線。黑色斷層泥有機質(zhì)中的正構烷烴以中等分子質(zhì)量（nC14-nC21）的正構烷烴為主。同時使用了C14，C15，C16，C17正構烷烴分別作為主峰計算了其OEP值，發(fā)現(xiàn)其變化范圍為：0.675～1.675。由奇偶優(yōu)勢值大小可以發(fā)現(xiàn)該斷層泥中的有機質(zhì)的成熟度較高，并且具有微弱的奇數(shù)碳優(yōu)勢。通過正構烷烴的分布以及其微弱的奇數(shù)碳優(yōu)勢，初步可以判斷黑色斷層泥中的正構烷烴主要產(chǎn)生于海相或深湖相的沉積環(huán)境，其主要生物來源可能為藻類或浮游生物（陳義才等，2007）。黑色斷層泥中的正構烷烴相對富集表明，在其賦存期內(nèi)沒有受到中等程度以上的生物降解作用（相當于4級）的改造。相比于正構烷烴，長鏈烷基環(huán)己烷更加穩(wěn)定，除后，得到黑色斷層泥中有機質(zhì)的含量約為9%。依據(jù)De′an（1974）的實驗結果，樣品中有機碳和燃燒丟失重量有如下關系：其碳數(shù)分布范圍為C10-C21，峰值碳數(shù)為C12。根據(jù)Dong等（1993）的研究結果，烷基環(huán)已烷可能是通過脂肪酸或醇轉(zhuǎn)化而成的。但目前關于烷基環(huán)已烷對于沉積環(huán)境或有機質(zhì)成因的指示意義方面的研究還比較少。

表2 黑色斷層泥中有機化合物成分Table 2 List of organic compounds in the black gouge

續(xù)表2

圖4 有機化合物相對百分含量Fig.4 Relative percentage content of the organic compounds.

黑色斷層泥中含有較多的姥鮫烷和植烷，這2種有機物都屬于無環(huán)異戊二烯類烷烴。由5個碳原子構成的異戊二烯〈甲基丁二烯〉為所有生物標記化合物的基本結構單元，即CH2=CH-CH=CH2，并且無環(huán)異戊二烯類通過C-C共價鍵進行連接，因此不易解聚，是一種重要的生物標記物。而無環(huán)異戊二烯類烷烴中的姥鮫烷（Pr）和植烷（Ph）的含量的比值往往對沉積環(huán)境有重要的指示意義（陳義才等，2007）。黑色斷層泥中的姥鮫烷和植烷含量比（Pr／Ph）約為0.783，顯示出較弱的植烷優(yōu)勢。據(jù)此可以初步判斷有機質(zhì)的沉積賦存環(huán)境應該是缺氧的偏還原條件。

圖5 正構烷烴分布曲線Fig.5 Distribution curves of n-alkane.

黑色斷層泥中的萜類化合物主要有三環(huán)萜烷（C19-C26）和五環(huán)三萜烷（主要為藿烷和伽瑪蠟烷）。五環(huán)三萜烷分為藿烷類和非藿烷類。藿烷是由4個六元環(huán)（按順序排列分布為A、B、C和D環(huán)）和一個由5個碳原子組成的E環(huán)。伽瑪蠟烷是非藿烷的五環(huán)三萜烷，其中與藿烷不同之處為其E環(huán)由六元環(huán)組成，通常的含碳數(shù)為30。由表2中可以看出，萜類化合物中含有大量的三環(huán)萜烷，可能是由藿烷通過熱解或生物降解所形成。盡管黑色斷層泥中的萜類化合物中的伽瑪蠟烷含量非常少，但是其作為一種重要的生物標志物對于有機質(zhì)的沉積環(huán)境有重要的指示意義。伽瑪蠟烷來自于一種能夠在咸水還原環(huán)境中大量繁衍的四膜蟲醇微生物，因此伽瑪蠟烷被認為是咸水還原環(huán)境的標志物，廣泛分布于碳酸鹽巖和鹽湖相原油和沉積物中（傅家謨等，1989）。除伽瑪蠟烷之外，一般認為其他的五環(huán)三萜烷類包括藿烷均為高等植物成因。

黑色斷層泥中的甾烷類化合物中含量較多的是孕甾烷，其主要有2種來源：1）熱降解生成，主要通過規(guī)則甾烷的側(cè)鏈斷裂產(chǎn)生或者來自于束縛在干酪根中的相應成分；2）來自沉積過程中的生物體中的生物激素。在鹽湖相的沉積環(huán)境下沉積的有機質(zhì)中的孕甾烷主要來自于有機質(zhì)熱降解的成烴演化作用（黃第藩等，1989），因此黑色斷層泥中的孕甾烷可能是規(guī)則甾烷的熱降解產(chǎn)物。

2.4 斷層泥中有機質(zhì)的可能來源

在油氣領域沉積巖中賦存的有機質(zhì)成分已經(jīng)被廣泛地重視和研究，大量的有機組分可以吸附在黏土礦物的表面從而形成有機黏土復合體（Keil et al．，1994；Hedges et al．，1995；Mayer，1999；Chenu et al．，2006）。在平溪斷層剖面中，只在靠近上盤志留系碳質(zhì)頁巖的黑色斷層泥中發(fā)現(xiàn)大量的有機成分，而在靠近下盤的寒武-陶系灰?guī)r和白云巖一側(cè)的黃色斷層泥中沒有發(fā)現(xiàn)有機碳組分。從有機質(zhì)在該斷層帶中分布的不均勻性可以推測，可能是由于形成黑色斷層泥和黃色斷層泥的原巖組分的差異所造成。該剖面的黃色斷層泥含有大量的碳酸鹽礦物方解石和白云石（＞wt50%），因此黃色斷層泥中的組分最可能的來源是該斷層下盤一側(cè)的灰?guī)r和白云巖，而同樣黑色斷層泥中的組分最可能是來源是位于上盤一側(cè)的志留系含碳質(zhì)頁巖。根據(jù)該區(qū)域的礦產(chǎn)資源勘查報告（李小壯等，1960），發(fā)現(xiàn)在該區(qū)域的志留系碳質(zhì)頁巖中發(fā)育錳礦床，其形成環(huán)境為沿海相或淺海相沉積。因此基于上述的地質(zhì)發(fā)現(xiàn)以及有機質(zhì)成分的分析結果，推測在沉積過程中有機質(zhì)成分可能在沉積物中保存下來，經(jīng)過長期的埋藏變質(zhì)和淺變質(zhì)過程，有機質(zhì)在沉積物中最終以干酪根的形式保存下來。

2.5 有機質(zhì)對于斷層力學性質(zhì)的影響

在斷層淺部摩擦滑動特性的研究中，弱黏土礦物的生成往往會顯著地降低斷層的強度，使斷層的強度顯著地低于其周圍的圍巖，進而控制同震破裂的傳播以及分布。目前關于黏土礦物對斷層強度的弱化機制已經(jīng)有了系統(tǒng)的研究，并給出了近似的斷層泥的摩擦強度隨黏土含量的變化趨勢（Takahashi et al．，2007；Crawford et al．，2008；Tembe et al．，2010）。對龍門山斷裂帶出露斷層中自然斷層泥的摩擦特性實驗研究發(fā)現(xiàn)（Zhang et al．，2013），平溪露頭黑色斷層泥表現(xiàn)出的摩擦強度隨黏土含量的變化趨勢與其他的斷層泥有顯著差異。黑色斷層泥中黏土礦物含量僅為13wt%，但是卻表現(xiàn)出異常低的摩擦強度值（約0.30）。而去除有機質(zhì)之后黑色斷層泥的摩擦強度由0.30增大至0.54。該黑色斷層泥中的弱組分包括黏土礦物和有機質(zhì)的總的含量約為20wt%，根據(jù)黏土礦物對斷層泥強度弱化的一般趨勢，可以得出其對應的摩擦強度值約為0.55，遠大于其實際值（約0.30）（Zhang et al．，2013）。這種差異說明有機質(zhì)的弱化作用遠強于黏土礦物，9wt%的有機質(zhì)的弱化作用相當于35wt%的黏土礦物對斷層泥強度的弱化。因此，當有機質(zhì)存在于斷層之中時會比黏土礦物更顯著地弱化斷層的強度。

淺部斷層的穩(wěn)定性比斷層的強度更加復雜，這是由于斷層強度的速度依賴性會受到很多因素的影響，而在斷層摩擦的速率與狀態(tài)本構關系框架內(nèi)速度依賴性的數(shù)值是決定斷層滑移穩(wěn)定性的根源。在速率與狀態(tài)摩擦本構關系框架內(nèi)有2種類型的滑移不穩(wěn)定性：自發(fā)性失穩(wěn)和觸發(fā)性失穩(wěn)。斷層之上的自發(fā)性失穩(wěn)是由于斷層面上滑移成核區(qū)域的逐漸擴展從而造成該區(qū)域（成核補?。┑膭偠冉档?，當剛度小于該系統(tǒng)的臨界剛度kcr時（，其中σN為斷層面的正壓力，dc為特征滑移距離），就會造成斷層滑移的失穩(wěn)（Tse et al．，1986；Dieterich，1992），引發(fā)地震。值得注意的是，自發(fā)性失穩(wěn)的產(chǎn)生需要具備速度弱化條件，即摩擦滑動的速度依賴性為負值（a-b＜0）。在斷層摩擦滑動穩(wěn)定性方面的研究中，通過去除有機質(zhì)和原始樣品的對比實驗發(fā)現(xiàn)，去除有機質(zhì)斷層泥的摩擦滑動的速度依賴性值（a-b）遠小于原始未處理黑色斷層泥的（a-b）值。這說明黑色斷層泥中的有機質(zhì)組分的存在能夠起到穩(wěn)定斷層摩擦滑動的作用。但是實驗溫度升高到150℃時，有機質(zhì)的穩(wěn)定性作用消失，黑色斷層泥表現(xiàn)出不穩(wěn)定的摩擦滑動行為（粘滑和振蕩）（Zhang et al．，2013）。從力學數(shù)據(jù)來看，溫度對于含有機質(zhì)黑色斷層泥的影響非常顯著，其（a-b）值在溫度增加到150℃時從正值轉(zhuǎn)變?yōu)樨撝?。這種（a-b）值符號隨溫度的轉(zhuǎn)變會顯著地降低斷層的穩(wěn)定性，在一定地殼深度所對應的溫度條件下（＞150℃），含有機質(zhì)斷層會發(fā)生快速滑移的成核并進而失穩(wěn)。該滑移失穩(wěn)的溫度范圍在龍門山斷裂帶的地溫梯度下所對應的斷層深度范圍約為8km。因此，在建立斷層淺部的力學模型時，這種變化值需加以重視。

3 結論

通過化學分析測試得出，平溪黑色斷層泥中的有機質(zhì)含量約為9%。斷層泥中的有機化合物不溶于有機溶劑，因此屬于干酪根類型。通過氣相色譜質(zhì)譜分析發(fā)現(xiàn)其中主要由5種烷烴類化合物組成，分別為正構烷烴、無環(huán)異戊二烯類烷烴（主要為姥鮫烷和植烷）、甾烷、萜烷和n-烷基環(huán)己烷。根據(jù)有機化合物的分布及其指示意義，初步判斷黑色斷層泥中有機質(zhì)的成熟度較高，并且主要來自于海相或咸湖相的還原或弱氧化的沉積環(huán)境。

平溪黑色斷層泥中有機成分的存在對于其摩擦滑動性質(zhì)會產(chǎn)生顯著的影響，低溫段主要表現(xiàn)為能夠顯著的弱化斷層的強度并且穩(wěn)定斷層的摩擦滑動，但是在150℃的較高溫度下會使斷層穩(wěn)定性降低，可引發(fā)不穩(wěn)定滑動。

致謝 感謝中國石油大學（北京）重質(zhì)油國家重點實驗室工程師朱雷、何俊輝在分析測試過程中的幫助。

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ANALYSISOF ORGANIC COM PONENTS AND ITS EFFECT ON THE FRICTIONAL PROPERTIES OF PINGXI BLACK GOUGE IN YINGXIU-BEICHUAN FAULT OF LONGM ENSHAN FAULT ZONE

ZHANG Lei HE Chang-rong

（State Key Laboratory of Earthquake Dynamics，Institute of Geology，China Earthquake Administration，Beijing 100029，China）

Through a series of analysis on the black gouge at Pingxi in Yingxiu-Beichuan Fault，we found about 9wt.%organic matter of kerogen type preserved in the black gouge.The gas chromatography mass spectrometry（GC-MS）was applied to the organicmatter and fivemajor alkane compoundswere identified，namely，n-alkanes（C14-C21），acyclic isoprenoids（pristane and phytane），sterane，terpane and n-alkylcyclohexanes（C10-C21）.Based on preliminary analysis on the organic compounds，we conclude that the organic matter in the black gouge should have deposited in a sea facies or in a saline lacustrine reducing environment，with features of long-time storage and high maturity degree.Through contrast experiments between original gouge samp les and organic-removed gouge samples，we found that organic matter in the Pingxi black gouge can significantly weaken fault frictional strength and increase its sliding stability.

Pingxi black gouge of Longmenshan Fault zone，frictional properties，organic matter，kerogen，alkane compounds

P315.2

A

0253-4967（2014）03-0896-11

張雷，男，1985年生，2013年在中國地震局地質(zhì)研究所獲得博士學位，助理研究員，研究方向為高溫高壓斷層力學，電話：010-62009010，E-mail：zhanglei＠ies.ac.cn。

10.3969／j.issn.0253-4967.2014.03.026

2013-04-09收稿，2013-12-12改回。

“十一五”國家科技專項“汶川地震斷層科學鉆探”項目、地震動力學國家重點實驗室自主研究課題（LED2009A01，LED2012A01）共同資助。