内蒙古卡休他他铁矿是一个矽卡岩型磁铁矿床, 矿区内有多组成矿后期发育的断层。 本研究采用近红外光谱(NIR)分析技术对矿区内地下, 地表断层泥以及地表土壤进行分析, 通过矿物特征峰鉴定发现地下断层泥主要成分为镁铁质矿物, 地表断层泥成分为硅铝质矿物, 而地表土壤成分则两者兼有之。 三组样品的成分分析结果都与采样地的地质背景一致。 研究表明, 鉴于矿化区内断层泥的主要成分为断层活动形成的粘土及其他早期成矿期的蚀变矿物, 近红外光谱分析技术十分适用于此类样品, 利用近红外光谱分析, 一方面可鉴定断层泥中粘土矿物, 进一步推测粘土的蚀变原岩成分。 另一方面有也可鉴别成矿期蚀变矿物的种类, 从而对热液矿床的研究提供有用的信息。

在维拉斯托矿区深部矿井的不同中段共采集了六组断层泥样品, 采用X射线衍射和近红外光谱现代测试分析技术对样品进行分析测试, 旨在探讨断层泥的矿物成分特征及其与成矿作用关系。 分析结果表明, （1）断层泥中含有低温蚀变的粘土矿物（如蒙脱石、 高岭石、 地开石、 绿泥石等）和中高温热液蚀变矿物（如石墨、 黑云母、 叶腊石、 重晶石、 蛇纹石、 透闪石、 阳起石等）, 同时也含有与成矿作用密切相关的矿物成分（如铜锌氧化物、 氯铜钒、 蓝铜矿、 斑铜矿等）。 （2）不同深度的断层泥矿物成分有所不同, 地表浅部以浅变质矿物为主, 深部以变质程度较深的矿物为主。 （3）从断层泥矿物成分、 矿物成因及发展演化规律来看, 断层泥主要形成于含矿热液活动时期及矿后构造, 且后期经历了表生氧化作用。 （4）通过分析断层泥蚀变矿物成分及其矿物组合特征可以推测, 该矿床形成于中-高温热液环境下, 经历了硅化、 高岭石化、 绿泥石化、 萤石化及绢云母化等蚀变过程。 因此, 通过分析断层泥的矿物成分及其矿物组合特征, 不仅对指导找矿有一定的现实意义, 同时也可以对矿床成因类型的判断提供重要的参考信息。

汶川地震在北川县擂鼓镇和赵家沟村一带产生了一系列的同震地表破裂带, 采集破裂带内的同震断层泥, 同时采集了平武县南坝镇断裂带中的老断层泥。 采用X射线衍射和红外吸收光谱对新老断层泥样品进行测试, 综合分析其矿物成分、 粘土矿物含量及组合等特征。 分析结果显示新老断层泥的矿物成分存在较为明显的差异, 老断层泥主要由围岩的碎屑或碎粉组成, 而新鲜断层泥的主要成分则为粘土矿物。 其中新鲜断层泥中的粘土矿物成分主要为伊利石、 蒙脱石和伊蒙混层, 这一粘土矿物组合表明断层活动的演化环境主要为温暖湿润的环境, 粘土矿物所受构造应力变质作用主要表现为低温低压的浅变质作用, 这也一定程度上指示了该区域断层最新的活动方式可能是蠕移。 前人对汶川地震带断层泥的研究主要集中在其力学性质和结构以及构造方面, 而本文的研究则主要通过断层泥中矿物成分和粘土矿物含量的特征来判定断层活动的物理化学环境, 这对于断层环境演化和地震的活动机制研究具有重要的科学意义。

系统测定了汶川地震断裂带深溪沟剖面断层泥中石英和方解石颗粒的拉曼谱峰。 测试结果表明, 受到断层滑动、 断裂带构造挤压应力作用, 所有样品的特征拉曼谱峰向高波数偏移。 所测样品中微裂隙发育、 与绿泥石等粘土矿物共生的石英颗粒的464 cm-1谱峰向高波数偏移量为2.50 cm-1, 而比较完整的纯净石英颗粒的464 cm-1谱峰偏移量为3.78 cm-1。 这可能是由于石英颗粒早期发育大量微裂隙, 并填充了松散的粘土矿物, 增加了石英颗粒的表面积, 从而加速了石英内应力的释放。 断层泥中方解石颗粒的1　085 cm-1谱峰向高波数偏移2.70 cm-1, 为汶川8.0级地震断层面所受构造压应力所致。 根据方解石颗粒拉曼谱峰的变化及已有的实验数据, 估计汶川地震发生时断层面所受压应力的下限为496 MPa。 研究表明, 对断裂带内矿物颗粒进行拉曼谱峰测试, 可以为推测断层活动时断层面所受到的力学机制提供依据。