断层岩的粒度分布包含岩石破裂机制、摩擦性质和地震能量分配等重要信息。筛分-称重和激光测量是分析断层岩三维粒度的2种有效方法，但每一种方法的测量范围仅有3个量级，难以全面反映断层岩的粒度分布特征。利用上述2种方法对汶川地震断层滑动带上的断层岩（简称断层岩）的粒度分布进行了测量，粒径测量范围从0.2μm至16mm，跨度达到5个数量级。结果显示：1）存在临界粒径dc（0.95～1.90μm）。粒度大于和小于dc的颗粒满足不同的颗粒数（Nd）-粒径（d）分布关系，表明该断层岩的粒径分布不具有自相似性特征。2）利用粒度大于dc的颗粒计算出的分形维数与断层岩类型有很好的相关性，即断层带边缘的角砾岩的平均分形维数为2.6，核部压碎角砾岩的平均分形维数约为3.0，中心断层泥的分形维数约为3.5。粒径小于dc的颗粒的分形维数为1.7～2.1。分形维数的突变反映出断层破裂机制的复杂性，即在不同的粒度域，岩石的破裂机制不尽相同。3）依据粒度分析结果，估算出汶川地震断层泥的单位破裂能（Es）为0.63MJ/m2。