非晶质和粘土矿物均为断层的重要动态弱化组分，而汶川地震同震断层泥普遍表现出富含粘土矿物的特征，同时在同震滑动面上发育有非晶质。然而，非晶质的成因（摩擦熔融或磨蚀作用）和粘土矿物的富集因素存在争议。

针对采集于汶川县城附近的地表同震断层泥，通过党嘉祥和周永胜与德国GFZ研究所的Christoph Janssen和Erik Rybacki合作，对断层泥的微观结构进行了从宏观至纳米分辨率（HTEM）的深入分析研究。在断层泥中发现了两种由磨蚀作用形成的非晶质：1) 蠕滑非晶质，由蠕滑磨蚀和流体共同作用生产，发育于未发生同震变形的砂岩角砾中（图1和2）；2) 同震非晶质，由同震快速摩擦形成，发育于同震局部剪切带内（图3）。

本研究给出了砂岩角砾在断层带内的演化模型（图4）：(1) 埋深和断层活动使得砂岩角砾碎裂，水岩反应使得粘土矿物形成于裂隙中；(2) 在间震期慢速蠕滑作用下，磨蚀和流体作用使得钾长石、斜长石、绿泥石和云母转化为富硅的非晶质和粘土矿物；(3) 同震快速滑动使得砂岩角砾磨碎为纳米颗粒，以及非晶质组分。非晶质和粘土矿物的发育不仅仅对断层具有动态弱化作用，同时非晶质的富集对断层失稳具有重要作用。

上述成果已发表于Tectonophysics，该研究成果主要获得了本所基本科研业务专项（IGCEA2114）的资助。论文信息如下：Dang J and Zhou Y. 2021. Amorphous materials and clay mineral formation in the coseismic gouge from a surface rupture of the Ms 8.0 Wenchuan earthquake. Tectonophysics, 818, doi:10.1016/j.tecto.2021.229077.

原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0040195121003590

图1 砂岩角砾中的非晶质

图2 砂岩角砾中的非晶质变形条带中的成分分布

图3 同震非晶质的微观结构

图4 砂岩角砾在断层带内的变形模型