郯庐断裂带中南段应力场及变形特征

收集郯庐断裂带中南段及附近区域2009年以来的小震初动资料,利用格点尝试法求得51个台站的综合机制解和167次小震的震源机制解,采用Michael的应力张量求解方法获得区域应力场分布;同时利用震源机制三角形分类方法,对51个台站综合机制解的变形形式进行分类,探讨其空间分段特征。结果表明:研究区域的主压应力方向以NEE和近EW向为主,沿郯庐断裂带中南段由北往南,主压应力方向由NEE向逐渐偏转为近EW向;郯庐断裂带中南段变形特征存在局部差异,山东段以走滑型机制为主,兼有部分正断层震源机制;江苏段及安徽北段,郯庐断裂带带内及其东侧集中表现为逆冲断层类型,西侧则以走滑型为主;安徽段南端,郯庐断裂带东西两侧,震源机制分别以走滑型和正断型机制为主。     

郯庐断裂带鲁苏皖段构造应力场及分段特征研究

利用Snoke方法求解和收集得到的77次中小地震的震源机制解资料, 采用Gephart应力张量反演方法, 获得了郯庐断裂带鲁苏皖段构造应力场, 最大主压应力方位角为80°, 最小主压应力方位角为172°, 最大、 中等和最小主压应力倾角分别为15°、 65°和19°, 反映了研究区处于近EW向水平作用和近NS向的水平拉张作用环境下。 根据地震活动、 地质构造及震源机制解差异, 我们将郯庐断裂带鲁苏皖段分5个区段开展研究, 结果显示: 5个分区应力场存在局部差异, 最大主压应力方位角处于63°～88°之间, 从北往南总体方向成顺时针偏转的趋势。 跨郯庐断裂带两侧的应力场研究结果显示, 从西到东最大主压应力方向有一个逆时针偏转的趋势, 西侧最大主压应力方向更接近EW向, 东侧更接近NE向, 郯庐断裂带内处于两侧的过渡地段。     

赣北地区中小地震震源机制分析

利用Snoke方法计算赣北地区2008—2015年11个M_L≥3.0中小地震震源机制。结果表明,其P轴和T轴方向与该区域构造应力场基本一致。赣北地区以近EW向挤压、近NS向拉张的构造应力为主。区域内断层错综复杂,以走滑、正断型为主。其中九江—瑞昌地区受襄樊—广济断裂、郯庐断裂相互作用,在方向稳定的构造应力作用下,易发生走滑型为主的地震。     

郯庐断裂带中南段现代构造应力场

本文根据原地应力测量、震源机制解、大地形变测量及实地地质调查等方法推论郯庐断裂带中南段现代构造应力场特征。本区表现为低水平应力区,构造应力主轴σ_(max)为NEE向,σ_(min)仰角甚小,剪应力在NNE和NW向结构面上的状态表现为断裂带内应力值低,远离断裂带逐渐过渡为区域背景值,地震断层的类型以走滑兼正断层型为主,与南黄海海域发生的断层类型在统计特征上有明显的区别。诸多特征表明郯庐带该段仍属于活动性断裂,采取右旋滑动的方式,处于相对稳定期。     

海原、六盘山断裂带至银川断陷第四纪构造应力场分析

利用断层滑动资料反演构造应力张量从而确定出海原、六盘山断裂带至银川断陷的第四纪两期构造应力场 :早更新世末期以前 ,为北东—南西挤压型构造应力场 ,由此造成该地区断裂活动主要以逆断为主 ;早更新世末期至中更新世以后 ,构造应力场发生了调整 ,主压应力方向由早期的北东—南西改变为北东东—南西西 ,应力结构由挤压型转变为走滑型 ,并导致断裂活动由早期的逆断为主变为走滑为主 ,这种应力场格局一直持续至今。研究区现代构造应力场可划分为 :海原断裂带走滑应力区、六盘山逆断 -走滑混合应力区和银川断陷拉张应力区     

2019年6月17日长宁MS6.0地震序列震源区二维构造应力场特征研究

使用近震波形反演方法求解2019年6月17日四川长宁Ms6.0地震序列的震源机制解和震源深度, 共得到30个可靠的M>3.0地震震源机制解和震源深度, 结合该地区已有的震源机制解, 开展震源区构造应力场反演, 小尺度探讨震源区的构造应力环境。 反演结果显示, 震中附近区域主要以逆冲型应力性质为主, 局部地区包括少量走滑分量以及混合类型。 最大主压应力方向主要以NEE向或NE向为主。 在筠连以东地区, 不同于北部的逆冲型, 应力性质以走滑型兼少量混合类型为主, 最大主压应力方向近EW向。 构造应力场方向与形成长宁背斜的构造应力存在一定交角, 2019年长宁6.0级地震可能是由NE或NEE向近水平应力挤压产生的该地区滑脱面之上背斜核部的逆断层活动造成的。     

郯庐断裂带安徽段中小地震震源机制及现代应力场特征

应用垂直向P波和SV波振幅比和联合利用P波、SV波和SH波的初动和振幅比两种计算震源机制解的方法,得到郯庐断裂带安徽段及邻近地区1970年以来239次中小地震的震源机制解;基于震源机制解,根据力轴张量计算法反演得到郯庐断裂带安徽段及其两个分段的平均构造应力场,与震源机制参数统计结果一致,表现为近EW向的水平挤压和近NS向的水平拉张作用;分析最大主压应力轴σ1的方位角随时间变化特征,结果表明郯庐断裂带安徽段两个分段的σ1的方位角总体变化趋势一致,均呈现出1998年前后由顺时针偏转转折至逆时针偏转。     

利用断层滑动资料反演郯庐断裂带山东段第四纪构造应力场

郯庐断裂带(即郯城-庐江断裂带)是纵贯中国东部大陆边缘的一条巨型断裂带,整体为北北东走向。它的形成和演化对中国东部中生代以来的地质演化有明显控制作用,同时又是一条现今地震活动较为活跃的地震带,因此对郯庐断裂带周边构造应力场的研究具有重要的意义。采用野外观测取得的10个测点共206条活断层擦痕数据,利用断层滑动资料反演构造应力张量的方法,计算获得了研究区现代构造应力场主要特征:郯庐断裂及其周边地区现代构造应力场以北东-东西向挤压、北西-近南北向拉张为特征,其最大主压应力(σ1)方向为64°一106°,平均倾角23%最小主压应力(σ3)方向为332°~14°,平均倾角14°;中间主应力(σ2)倾角较陡,近垂直,应力结构为走滑型。     

郯庐断裂带北段及邻区现代地震活动性与应力状态

收集了郯庐断裂带北段及邻区自1964年1月至2008年1月的1254个ML≥2.0的地震数据和191条震源机制解、198条原地应力测量数据,通过震中分布、震源深度、应变释放速率的分析计算和震源机制解及其它应力数据的统计,探讨了郯庐北段现今的地震活动性和应力状态。结果表明,郯庐断裂带北段及邻区的地震活动可分为日本海-长白山深震区、郯庐断裂带北段地震区、松辽盆地西缘地震区和松辽盆地内部地震区;郯庐断裂带北段现今地震强度较小,频度较低,但空间差异性显著,依兰-伊通断裂活动性比敦化-密山断裂强,且具有两端强而中间弱的分段活动特点;深震区P轴平均走向为288°,倾角约31°,断裂活动以逆断为主;郯庐断裂带北段附近浅震P轴走向以NEE-SWW向为主,倾角平均26°,T轴走向以NNW-SSE向为主,倾角平均23°,断裂活动以走滑和逆断为主。浅震区和深震区主压应力方位存在差异,这可能是在西太平洋板块低角度高速水平消减产生的NWW向挤压应力作用下,郯庐断裂北段右行走滑派生的次级应力场的影响     

川滇菱形块体中部现今构造应力场精确求解

自Global CMT和前人文献中搜索了1973～2015年间的34条中小地震震源机制解并进行分析,根据震级对每个地震震源机制解进行加权处理,采用网格搜索法反演了川滇菱形块体中部区域现今构造应力场。结果表明,川滇菱形块体中部区域整体以走滑断层类型为主,而西部呈现正断层类型;整个区域应力场受到近NW向挤压,NE向拉张,应力形因子为0.1。该区域应力场主张应力轴方向近水平,表明有横向的拉张作用。较低的应力形因子表明几乎处于NW-SE向和垂直向的双轴挤压及NE-SW向拉张的应力状态。这种应力状态来源于2种动力作用:(1)在青藏高原物质东流和华南块体阻挡作用下呈现NW-SE向挤压和NE-SW向拉张的走滑应力状态;(2)印度板块缅甸弧对该地区深部的NEE向低角度俯冲作用导致浅部地壳物质具有NEE-SWW向的拉张分量。这2种动力的共同作用导致该地区既出现走滑型地震,又出现正断型地震。     

京津冀地区地壳应力场特征

基于标量断层类型值,对京津冀地区及邻区2 187个中小地震震源机制解进行分类,统计结果显示研究区震源机制类型以走滑断层和正断层为主,P轴优势方位为NEE—EW和SWW—EW向;采用MSATSI软件包反演该区1°×1°网格的精细地壳应力场,结果表明:最大主压应力轴最优解的优势方向为NEE—EW向,与P轴优势方位一致;所有网格的相对应力大小R值均小于0.5,表明京津冀地区应力状态偏拉张性质,而且最小主压应力轴的不确定度变化范围相对稳定,表明现今京津冀地区地壳应力场处于一个相对统一的NNW—SSE向的拉张作用控制下。39°N以北地区最大主压应力轴方位最优解显示一定角度的偏转,同时最大、中等、最小主压应力轴最优解推断的应力状态由西向东存在一个正断层—走滑断层—正断层的转换过程;而39°N以南地区的现今构造应力场保持稳定,最优主压应力轴呈NEE—SWW向,大部分网格应力状态显示走滑型。构造应力场的反演结果与活动构造、GPS主应变方向和剪切波分裂的快波偏振方向等相关研究结果基本一致。     

晋陕豫交界地壳应力场特征分析

收集2008—2018年3 036个地震的20 395个P波初动资料,应用综合震源机制解法对晋陕豫交界应力场进行反演计算,得到研究区浅部0.15°×0.15°的精细应力场分布状态。结果显示：(1)晋陕豫交界大部分地区主要受走滑和拉张应力体系的作用,整体压应力轴方位表现为NE-NEE向,张应力轴方位表现为近NS向,表明山西断陷盆地为典型走滑拉张的产物;(2)华山山前断裂周边及洛阳盆地出现挤压型应力场作用的特征,反映出逆冲作用机制在这两个地区占主要成分;(3)夹于封门口—五指岭断裂带和新安—郏县断裂带的地区出现了P波矛盾比最大值,表明应力场在该区域的复杂性,该地区受拉张和走滑双重作用控制;(4)晋陕豫交界应力场存在明显的非均匀性特征,隆起和坳陷的过渡区往往是应力场非均匀性特征的主要体现。     

密集台阵背景噪声成像揭示郯庐断裂带潍坊段地壳浅层速度结构及变形特征

郯庐断裂带是中国东部最重要的一条走滑断裂带,历史上发生过多次破坏性大地震,而潍坊段(沂沭断裂带北部)有历史记录的地震较少,未来发生大地震的可能性尚不清楚.因此,研究潍坊段地壳浅层精细结构,将对该地区的地震危险性评估提供重要的参考模型,同时也将有助于深入了解郯庐断裂带潍坊段的动力学过程.我们利用302个短周期流动台站组成的密集台阵在2017年8—10月期间记录的垂向分量连续背景噪声数据,通过预处理、计算噪声互相关函数、手动提取频散曲线并进行质量控制,共得到17614条0.6～6 s周期的Rayleigh波相速度频散曲线.然后基于面波直接成像法反演了该区域地下0～7.5 km的三维各向同性和方位各向异性横波速度模型.研究结果显示,断裂带东边界条带状低速异常从近地表延续至地下4 km深度,表现出明显的高低速异常过渡的构造边界特征.地壳浅部的速度结构与地表构造单元一致性较好,其中凹陷区和隆起区分别显示低速和高速异常.0～4 km深度的快波方向主要为NNE向和NE向,且集中分布在低速异常区,可能与断裂带的左旋走滑有关.4～7.5 km深度,研究区出现大范围的NEE向和近EW向快波方向,可能与白垩...     

渤海湾盆地区燕山期构造特征与盆地转型

以各种地震资料的分析解释、构造解析为基础,对燕山期渤海湾盆地区构造特征与盆地转型过程进行了研究.结果表明:燕山早期渤海湾盆地区以挤压褶皱及逆冲断裂发育为主,在太行山以东、盐山-歧口-兰聊断裂以西地区主要展布方向为NE和NNE向,整体具有西强东弱的特征,在盐山-歧口-兰聊断裂以东的济阳坳陷区,以NW(W)向的逆冲断层发育为主;燕山中期研究区以伸展构造发育为主,在太行山以东、盐山-歧口-兰聊断裂带以西地区断层展布方向主要为N(N)E向,盐山-歧口-兰聊断裂带以东、郯庐断裂带以西、张家口-蓬莱断裂带以南地区主要发育NW(W)向负反转断层,张家口-蓬莱断裂带以北地区以N(N)E向断裂发育为主;燕山晚期以正反转断层及新生逆冲断层发育为主.燕山期渤海湾盆地区发生了三次重要的盆地转型,燕山早期由印支期的挤压隆升剥蚀转型为山间坳陷盆地,燕山中期由山间坳陷转型为强烈的陆内断陷盆地,燕山晚期由陆内断陷盆地转为隆起区遭受剥蚀.区域构造背景的转变是燕山期渤海湾盆地区转型的主控因素,不同构造期盆地的叠加改造造成了研究区前第三系油气地质条件的复杂性和多样性.     

南北地震带震源机制解与构造应力场特征

南北地震带作为中国大陆地应力场一级分区的边界,其构造应力场的研究对理解大陆强震机理、构造变形和地震应力的相互作用具有重要意义.本文收集南北地震带1970—2014年的震源机制解819条,按照全球应力图的分类标准对震源机制解进行分类,发现其空间分布特征与地质构造活动性质比较吻合.P轴水平投影指示了活动块体的运动方向,T轴水平投影在川滇块体及邻近地区空间差异特征最为突出,存在顺时针旋转的趋势.南北地震带的最大水平主应力方向具有明显的分区特征,北段为NE向走滑类型的应力状态,中段为NEE—EW—NWW向的逆冲类型,南段为SE—SSE—NS—NNE向走滑和正断类型,在川滇块体的北部和西边界应力状态为EW—SE—SSE的正断层类型,表明来自印度板块的NNE或NE向的水平挤压应力和青藏高原物质东向滑移沿大型走滑断裂带向SE向平移的复合作用控制了南北地震带的岩石圈应力场.川滇块体西边界正断层类型应力状态范围与高分辨率地震学观测得到的中下地壳低速带范围基本吻合,青藏高原向东扩张的塑性物质流与横向边界(丽江—小金河断裂带)的弱化易于应变能的释放,在局部地区使NS向拉张的正断层向EW向拉张正断层转变.反演得到的应力状态基本上与各种类型地震的破裂方式比较吻合,也进一步验证反演结果的可靠性,可为地球动力学过程的模拟和活动断层滑动性质的厘定提供参考.     

郯庐断裂带南段大地电磁主轴方位统计分析及其意义

本文利用多测点-多频点阻抗张量统计成像技术统计分析了三条横跨郯庐断裂带南段的大地电磁剖面上的电性主轴分布特征,从电性主轴的角度描绘了大别郯庐构造区不同构造的特征及构造间的几何关系.统计结果显示:郯庐断裂带南段在断裂带浅部的电性主轴方位及二维有效因子中有明显的显示,同时郯庐断裂带南段可能未影响断裂深部介质;扬子板块及大别块体东南部地区浅部和深部的主轴方位明显不一致,表明浅部和深部之间存在结构不整合,主轴方位表明不同深度的介质受不同方向构造力的作用;大别造山带南部及以南地区深部介质中EW向电性主轴可能是板块汇聚时期扬子板块深部韧性层受NS向挤压应力作用的结果,郯庐断裂带以东地区深部韧性层中NWW向的电性主轴则是扬子板块沿郯庐带向NNE方向运动形成的;北大别块体深浅一致的电性主轴分布特征符合中生代穹隆抬升、增厚的演化过程.对该地区电性主轴的统计结果为认识该地区的深部结构及地下介质的运动极性提供了重要的依据,也为认识大别郯庐构造区的演化过程提供了新的证据.     

中国大陆东部现今构造应力状态

本文依据原地应力测量(套芯解除法90余个,水压致裂法6个),结合油田测井、震源机制解和断层现今活动资料等,综合研究了该地区的现今构造应力场特征,认为: 1.中国大陆东部地区现今构造应力状态似乎具有分区性.华北地区最大主应力方向为近东西向,太行山以西地区转为北北东向,华南地区为北西向.一个地区的主压应力方向在地下几十米至4000米大体是一致的. 2.华北地区地表以下几十米内的最大水平主压应力值一般在2——6MPa,而华南地区似乎比华北地区略高,两区的最大和最小水平主压应力平均差值也不相同。 3.现代活动的郯庐断裂带上,其剪切应力值远低于断裂带以外地区,离断裂带一定距离后,趋于区域正常值. 4.大震的发生,明显地影响极震区的应力场,但在一定时间内能恢复到原有的区域应力状态.      

郯庐断裂带中南段的岩石圈精细结构

郯庐断裂带是中国东部规模最大的构造活动带,有着复杂的形成演化历史,对中国东部的区域构造、岩浆活动、矿产资源的形成和分布以及现代地震活动都有重要控制作用.2010年在郯庐断裂带中南段的江苏宿迁市附近,采用深地震反射探测方法对郯庐断裂带及其两侧地块的岩石圈结构进行了解剖.结果表明,该区莫霍面和岩石圈底界均向西倾,其中,地壳厚度约为31~36km,岩石圈厚度约为75~86km,且岩石圈厚度在郯庐断裂带下方出现突变.郯庐断裂带在剖面上表现为由多条主干断裂组成的花状构造,其内部发育有断陷盆地和挤压褶皱,具有伸展、挤压和走滑并存的构造形迹,暗示郯庐断裂带的形成和演化经历了多期复杂的构造活动.这一断裂带错断了近地表沉积层,向下切割莫霍面和岩石圈地幔,属岩石圈尺度的深大断裂构造系统.软流圈高温高压热物质沿断裂带的上涌、岩浆底侵或热侵蚀作用造成岩石圈出现拉张伸展和岩石圈减薄,并可能使岩石圈组构及其物质成分发生改变.本项研究结果不但可进一步加深对郯庐断裂带深、浅部结构的认识,而且还可为分析研究华北克拉通东部的深部过程和浅部构造响应提供资料约束.     

郯庐断裂带及邻区深孔地应力测量与地震地质意义

郯庐断裂带是中国东部大陆一条深大断裂带,也是规模最大的第四纪活动构造带和地震活动带,断裂带及邻区现代构造应力场明显控制了活动断裂的运动方式、活动强度和地震活动等,深入研究郯庐断裂带及邻区地壳浅层应力环境,对于探讨断裂带现今活动性无疑具有重要的科学意义.在总结前人研究成果的基础上,本文首先依据郯庐断裂带及邻区(山东-环渤海-辽宁)6个600~1000 m深孔地应力实测数据,初步揭示断裂带及邻区地壳浅层应力分布规律,并分析其在不同构造部位之间的差异;其次,结合研究区已有其他基础应力数据(震源机制解、钻孔崩落、应力解除及断层滑动矢量反演数据等),详细分析断裂带及邻区现今构造应力场及其对断裂活动方式的影响;最后依据库仑破裂摩擦准则,从力学角度分别探讨不同的应力状态和摩擦强度对郯庐断裂带山东、渤海及辽宁段现今活动稳定性的影响,同时参考断裂带及邻区近代地震活动分布特征,积极探索活动断裂带附近深孔地应力测量在地震地质研究领域中的应用思路.     

小江断裂中段及邻区构造应力场分布特征

本文利用小江断裂及邻区1998年1月～2007年9月发生的613个ML≥2.5地震的垂直向直达SV波和P波地动位移振幅比计算得出了这些地震的震源机制解;并根据区域构造对小江断裂中段及邻区现代构造应力场进行了分区。以小江断裂为界,将小江断裂中段及其邻区分为A、B(包含小江断裂带)两个区,为了研究断裂带上的应力特征,又将小江断裂带区域划分出来进行独立分析;同时采用网格1°×1°,以及0.5°空间滑动分区的办法进行研究。分析了该区震源机制解特征,并在此基础上利用应力张量反演方法,对研究区域的应力场进行反演。结果表明:①小江断裂中段及邻区的断层错动方式主要以走滑为主,A区、B区和断裂带区域走滑断层分别占81.28%、69.63%、72.97%。②A区的最大主应力σ1方位大致为NNW向,B区和断裂带区的最大主应力σ1方位大致为NWW向;从应力结构来看,应力以水平作用为主,走滑特征明显。③在整个滇中块体,应力场的主体方位由NNW向变为NWW向。但在元谋断裂以东,普渡河断裂以西的区域,主压应力方位表现出明显的南北向滑移,而在小江断裂区域主压应力则主要为NW向。从小江断裂继续往东的滇东块体上,应力场主压应力方位为NW-NNW向。