💡这项突破是什么?
流体显著影响断层强度与滑动行为，渗透率等流体输运性质是控制断层带流体行为的关键参数。目前对浅部断层带已开展了大量的流体输运性质实验研究，并形成了普遍适用的“通道/屏障”二元水力结构。往孕震区深部，随着温度压力的升高，断层岩在成分、微观结构和变形机制上发生显著变化。一方面，深部断层岩具有强固结性，在孕震层底部脆性和塑性变形相互叠加。另一方面，层状硅酸盐矿物的发育及其剪切定向排列对深部断层带水力性质产生重要影响。近几十年来，在不同构造环境中均观测到孕震层底部从无震滑移到快速地震的全速率谱断层滑移行为，已有观点认为深部的低渗性会促进流体超压进而影响断层滑动模式的转换，但缺乏限制相关断层渗透性的系统性实验数据。作为地壳中主要承载层，这一关键深度断层的力学-水力性质直接影响地壳强度、流体压力分布和滑动行为，对理解断层力学与地震过程至关重要。
针对以上问题，中国地震局地质研究所地震动力学与强震预测全国重点实验室博士研究生梁德宝，在段庆宝研究员与陈建业研究员等指导下，对红河断裂带形成于孕震层底部并抬升至近地表的含碎裂岩和假玄武玻璃的糜棱岩（图1）系统开展了流体输运性质实验研究。结合详细的显微构造与EBSD分析，该研究解析了孕震层底部的水力性质与流体运移机制。研究获得以下主要认识：
1. 孕震层底部断层岩整体渗透性极低，尤其是以糜棱岩化碎裂岩和假玄武玻璃为代表的断层主滑动带（图2）。塑性变形与流体参与的溶解-沉淀作用共同导致糜棱岩化碎裂岩的封闭愈合及低渗透性。
2. 深部断层渗透性具有强烈各向异性，沿糜棱岩的面理方向流体渗透能力比垂直方向高出一到两个数量级。矿物在变形过程中被拉长、定向排列，为流体提供了顺面理的通道，表明深部流体渗流受断层变形强烈控制。此外，颗粒边界滑移和蠕变孔穴化产生的动态孔隙以及瞬时摩擦滑动过程中的渗透率增强是维持孕震层底部流体运移的重要机制（图3）。
3. 平行面理的渗透通道可使流体局部性迁移与压力重新分配，而横跨面理的封闭作用可能导致流体分区与局部超压积累。这种在空间上变化且随时间演化的水力结构影响断层滑动模式，局部“憋压”效应会弱化断层强度，为地震的发生和滑动模式变化创造重要条件。
图1 红河断裂深部糜棱岩-碎裂岩断层剖面
图2 横跨断层剖面渗透率、渗透率各向异性系数、渗透率压力敏感系数及孔隙度剖面。实线与虚线分别表示平行和垂直于糜棱叶理的渗透率数据。
图3 深部断层岩显微构造特征与流体输运机制示意图。初糜棱岩（a）、（b）中的流体流动受控于沿内部相连的片状黑云母解理面和矿物相边界的扩容
孔洞。糜棱岩（c）、（d）的主要流体通道主要由斑晶内发育的微裂隙与定向矿物边界，以及多相基质中的蠕变孔洞化带构成。糜棱岩化碎裂岩（e）、
（f）在变形过程中颗粒边界滑移产生的动态孔隙度与瞬态摩擦滑动导致的扩容，共同主导了流体流动机制。
上述研究成果近期发表在国际地学期刊Journal of Geophysical Research: Solid Earth上。研究受国家重点研发计划（2021YFC3000600），国家自然科学基金面上（42074221）和中国地震局地质研究所基本科研业务专项（IGCEA2518）共同资助。
论文信息：Liang, D.B., Duan, Q.B.*, Chen, J.Y.*, & Chen, J.Y. (2026). Permeability architecture at the base of the seismogenic zone: Experimental studies on cataclasite‐ and pseudotachylyte‐bearing mylonitic rocks along the Red River Fault, China. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 131, e2025JB031958.
