山西地区应力场变化与地震的关系

收集了1970～2006年37年的小震初动符号建立了震源机制解数据库,研究了山西断陷带小震综合机制解时空演化特征.结果表明:山西断陷带小震综合机制解以走滑正断层为主,断陷带两端以拉张作用为主,中部地区以剪切作用为主,忻定盆地、太原盆地的区域应力场与华北区域应力场差异较大.利用沿山西断裂带布设的GPS监测网1996～2007年12期复测资料,分析了山西断裂带水平运动与地震活动的关系.结果表明:山西断裂带现主要受NWW-SEE向压应力场、NNE-SSW向张应力场的控制.1998～1999年有一次较为明显的应力扰动,空间上表现为北强南弱,接着发生了1999年11月1日大同-阳高5.6级地震.     

应用GPS技术监测山西断裂带的水平运动

利用沿山西断裂带所布设GPS监测网的4期复测资料（1996～1999）,分析了山西断裂带近期水平运动状态及其与位于监测区北端附近阳原 浑源地震（M＝5.6、39.8N、113.9E,1999-11-01）的关系．结果表明:① 1996～1997年山西断裂带的水平运动不显著;② 1997～1998年山西断裂带水平运动的强度增大,在震源区、忻州地区和介休东北地区出现了3处相对较高的应变区（110-6）;监测带的优势运动方向与其走向相一致,但不存在明显的走滑运动;③1998～1999年山西断裂带优势运动方向尽管与其走向相一致,但与上一年相比,方向大体相反、量值相近;④ 1996～1999年山西断裂带的累积水平运动逐步清晰,从趋势上看可分为３部分:忻州地区以北地区优势运动方向为北北东（0.8cm）;曲沃以南地区为南南西（1cm）;中部地区较杂乱,其南半部形变较大些,但整体不存在优势运动．总体来说,山西断裂带现主要受来自北北东 南南西向张应力场的控制,但不存在走滑运动;1997～1998 年该区可能存在一次较为明显的应力扰动,1999年度基本恢复;阳原 浑源地震是在这一过程之后发生的,该次扰动可能是地震发生的触发机制．从长趋势看,今后要注意的是上述3个运动单元的接合部位．      

华北中部重力场的动态变化及其强震危险含义

基于绝对和相对重力观测获得的区域重力场时、空动态变化,结合区域GPS测量资料与活动构造分析,本文研究了华北中部地区2009-2011年的重力场变化特征,讨论了该区域重力场动态变化的强震危险含义.结果主要表明:(1)华北中部的活动地块边界及部分重要活动断裂带两侧存在较大差异的重力场空间变化;其中,以山西断陷带北东段所在的晋冀蒙交界地区为中心,形成较大面积的重力负值变化区,且沿该区西北缘的NE向岱海-黄旗海断裂带以及东南缘的NNE向太行山山前断裂带附近分别形成重力变化的高梯度带,可能反映这些部位近年的构造或断裂活动显著.(2)不同时段的重力场差分动态演化图像可能反映了近年山西断陷带北东段(京西北盆-岭构造区)及其附近的重力场整体经历了"准均匀→非均匀→断陷带北段侧向显著变化→局部"硬化"的演化过程.(3)研究区重力场的时间累积变化图像可用"区域应力场增强→区域断裂与断块差异运动及变形增强→局部运动受阻"的过程进行解释.(4)研究区的一些重力异常部位存在中-长期强震危险背景.     

1970年以来鲜水河断裂带地震活动特征与2014年康定M_S6.3地震

本文基于1970年以来的地震目录及四川地区4.0级以上地震的震源机制解资料,分析鲜水河断裂带分段(炉霍段、道符段、康定段、石棉段)的地震活动特征及研究区现代构造应力场,结合深部速度结构,探讨鲜水河断裂带上地震活动频度与龙门山断裂带地震活动的关系及康定地段6.3级地震的孕震环境。结果发现:(1)鲜水河断裂带北段和南段地震活动性存在差异,炉霍段和道孚段的地震活动频度1981年前要高于2000年后,康定段和石棉段的地震活动频度2000年以后高于1981年前;(2)分析地壳P波速度结构发现康定震区西侧川滇块体表现出低速异常,东侧表现出高速异常;(3)对构造应力场的分析结果表明龙门山断裂带主要以NW-SE向挤压为主,鲜水河断裂带构造应力场以NWW-SEE向为主。综合鲜水河断裂带应力场特征、深部速度结构、断层间的相互作用等信息推断,康定M6.3地震的发生与该地区应力积累及深部孕震环境相关,同时由于龙门山断裂带地震活动性影响,导致鲜水河断裂带康定段的能量释放。     

郯庐断裂带南段及其周边地区应力场分区与反演

基于震源机制解和地应力测量资料,研究分析郯庐断裂带南段及其周边地区的应力场分布特征,并结合大地构造特征将该区域应力场分为3个子区域:郯庐断裂带西侧应力区、苏北断陷应力区和苏南隆起应力区。分区反演构造应力场结果显示:(1)郯庐断裂带以西区域和苏北断陷区水平方向受到NEE向的挤压作用,苏南隆起区水平方向受到近EW向的挤压作用;(2)郯庐断裂带以西区域水平方向受到的挤压作用方向介于苏北断陷区NEE向与苏南隆起区近EW向之间;(3)郯庐断裂带以东区域构造应力场为正断兼走滑机制,以西区域为走滑机制;(4)整个研究区域水平方向挤压应力自西向东呈放射状分布。     

山西断裂带活动趋势与动态特征

利用沿山西断裂带布设的GPS监测网的 6期复测资料 (1996～ 2 0 0 1) ,分析了山西断裂带水平运动的趋势及动态活动特征。结果表明 :(1)现阶段趋势性活动表现为北段向西运动 ,南段向东运动 ,整体呈现逆时针的差异活动性质 ;但趋势性活动强度并不高 ,断裂带从南到北在垂直方向上的趋势性差异运动分量为 3mm a左右 ;该带的南北向伸展运动量也只有 1mm a ,而且主要发生在断裂带的北段。 (2 )趋势性运动所反映主压应变场的方位角为 72°。 (3)每年间的活动性质并不完全相同甚至相反 ,并偏离趋势性活动 ,由此所推算出的应变场参数不能反映基本应力场的物理特性。 (4)高频运动 (每年的 )不但存在而且复杂 ,强度是趋势运动的数倍。 (5 )无论是长趋势性活动还是每年的活动都看不出区内任何一条断裂两侧存在明显的差异性运动(包括走滑运动 )。趋势性运动结果不仅验证了华北地区西界受力“南强北弱”的基本特征 ,而且一直持续到华北腹地。断裂两侧无明显的差异活动可能说明板内各块体之间的差异活动是在一定的空间范围内通过渐变来完成的 ,并不是以某一条断裂或狭小条带为界的突变过渡来实现的。动态活动明显存在则可能表明 :(1)在基本应力场的大环境下存在着应力扰动行为。 (2 )由于介质的物性存在着差异 ,区域应力     

汶川MS8.0地震前后龙门山及其 邻区构造应力场时空分布特征

基于2000年7月—2009年6 月龙门山及其邻区的震源机制解资料, 采用Gephart & Forsyth方法, 反演得到了汶川地震前后该地区构造应力主方向的空间分布. 结果显示: 沿鲜水河断裂带及其北部地区, 构造应力场变化显著, 区域构造应力的最大主应力方位由NNW变为NW, 断层错动类型由正断型兼走滑型变为走滑型; 沿龙门山断裂带的构造应力最大主应力方向仍然为近EW和NE向, 但其EW向范围在向NE方向扩张, 其南部汶川地震震中附近异常带范围在收缩. 另一方面, 对上述时间段龙门山及其邻区不同时段构造应力场的反演结果表明, 其构造应力场的特征参数(包括R值、 应力洛德参数μ′以及3个主应力的方位角和仰角等)均从第13时窗开始出现显著变化, 这表明第13时窗(2006年12月—2007年1月)是一个构造应力显著变化的特征窗口. 在该时窗内, 地震能量积累达到一个临界状态, 是汶川M_S8.0地震发生的时间节点.      

汶川MS8.0地震余震震源机制时空分布特征

本文利用CAP波形反演方法,获取了汶川M_S8.0地震序列中312个具有较高信噪比波形资料的4级以上余震的震源机制解和震源深度. 基于震源深度空间分布与震源机制时空分布,分析了主震后余震区断层行为特征与应力场时空变化,并对龙门山断裂带中北段的发震断层面几何形态进行了初步探讨. 获得的主要认识如下:(1)余震震源深度分布存在显著的空间分段差异. 绵竹以西的余震区南段与平武以东的北段余震深度范围大于中段(绵竹-平武段),但深度小于5 km的5级以上超浅源地震主要分布在明显偏离龙门山断裂带走向的理县NW向分支与余震区北端NNE向分支,而中段余震主要分布在7~19 km深度. (2)余震机制类型存在明显的时空差异. 余震区中段逆冲型地震占绝对优势,理县NW向分支余震则以走滑型为主,机制类型随时间变化不显著. 沿龙门山断裂带走向的余震区南段,早期(2008年8月底前)逆冲型地震比例高于走滑型、晚期走滑型地震比例显著升高并超过逆冲型;而余震区北段早期走滑型地震占绝对优势、晚期逆冲型地震比例大幅上升且超过走滑型. 南、北两段余震机制类型比例的显著变化,可能是余震区两端断层调整性运动的表现. (3)节面走向及P轴方位优势方向均存在显著的空间差异. 南段NWW向P轴方位与区域应力场一致,中段及理县NW向分支P轴优势方向NEE,而北段具NWW和NEE两个优势方向,这种差异反映了余震活动除了受区域应力场控制外,还受到主震引发的局部应力场的控制. 节面走向的多方位分布则反映不同走向的构造参与了主震后的余震活动. (4)沿龙门山断裂带走向,余震区南段具深部缓倾角、浅部高倾角的铲形断面特征;中段深部倾角均值较稳定、浅部倾角均值随深度减小而增大;北段倾角均值相对稳定,显示其断面几何形态相对简单. 上述不同区段倾角均值随深度的变化揭示龙门山断裂带中北段断层面几何形态复杂.     

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。     

日本M_W9.0级地震后辽宁营口区域构造应力场研究

本文整理了辽宁营口地区2011～2013年期间257个小震震源机制解数据,采用分区的方式利用震源机制解反演应力场的网格搜索法反演了该地区的平均应力场。反演的应力场结果显示:总区(辽宁营口地区)主压应力轴分布于北东东—南西西方向,主张应力轴分布于北北西—南南东方向,与前人研究的结果基本一致。B区(营口—海城断裂带和海城河断裂带区域)主压应力轴为北东东—南西西方向,主张应力轴为北北西—南南东方向,这与该地区的构造应力场方向相同。C区(金州断裂带区域)主压应力轴与主张应力轴方向均为北东东—南南西向。针对C区(金州断裂带区域)出现的这一异常情况,研究将地震震级M_L≥3.0的震源机制解数据从总的数据中重新挑了出来,并重新将它们分区进行反演,结果显示C区(金州断裂带区域)的主压应力轴与主张应力轴方向仍为北东东—南南西向。对C区(金州断裂带区域)出现的这一异常现象,本文从断裂带分布与孕震机理的角度进行了详细的研究分析,以期对其做出合理的解释。     

Monitoring the horizontal movement along the Shanxi fault zone by GPS measurement

IntroductionShanxi is a significant seismic activity area in North China (WANG, 1995), named as Shanxi fault zone. One can see how important it is by the name. Up to now, a large number of achievements have been obtained from the studies mainly by the geological method. In order to improve the seismic research and carry out earthquake monitoring and prediction in this area, a GPS horizontal deformation monitoring network is established along the fault from the north to the south by the Se…     

山西代县中小地震活动与晋冀蒙交界地区中强地震的关系

通过分析山西代县中小地震与晋冀蒙交界地区中强地震活动的相互联系，发现几次中强地震前3～1a，山西代县地区均出现过小震增强活动异常，该地区可能是晋冀蒙交界地区中强地震前的应力调整窗口。分析表明，岱海断陷带和山西断陷带的形成和演化有着相同的机制，具有统一的动力学特点。     

利用GPS观测资料研究山西断陷带的应变特征

利用美国麻省理工学院的GAMIT／GLOBK数据处理软件,计算获得了山西GPS观测网2001—2003年观测点在ITRF2000框架下的运动速率,并扣除了欧亚板块的整体运动。在此基础上,根据距离加权的最小二乘估计法计算了该区在2001-2003年的水平主应变,有效地避免了三角均匀应变场计算方法易受点位分布及划分网格形式的影响。得到的应变率结果显示,在山西断陷带内部,大同和运城盆地拉张较为明显,太原一临汾盆地之间呈现出一定的挤压特征,表明了山西各盆地内部区域应力场的差异以及整体构造的不连续性。     

山西断陷带上地幔顶部Pn波速度结构与各向异性成像

本研究拾取了中国数字测震台网固定台站记录的2008—2019年期间发生在山西断陷带及邻区2级以上天然地震事件及陕西神木、府谷等3级以上非天然地震事件共25304条高质量Pn到时数据,反演了山西断陷带及邻区上地幔顶部高分辨率Pn波速度结构与各向异性.研究结果显示,山西断陷带及邻区Pn波速度结构差异较大,大同火山及以南区域、忻定盆地、太行山造山带、华北盆地南部和吕梁山局部地区表现为显著的低波速异常,而运城盆地、临汾盆地北部、太原盆地、大同盆地北部、华北盆地北部和鄂尔多斯块体呈现明显的高波速异常.大同火山下方上地幔顶部的低波速异常与Pn快波方向呈现以火山为中心的近发散状结构特征,结合已有的远震上地幔成像结果,暗示大同火山岩浆可能来源于地幔深部,岩浆的底侵或热侵蚀作用造成了该地区岩石圈的破坏以及整个华北克拉通的"活化",这一推论符合克拉通的热-化学侵蚀破坏模型.山西断陷带上地幔顶部速度异常形态较好的对应了研究区的地质构造,Pn快波速方向与地质构造的展布方向和SKS波各向异性的特征基本一致,说明变形形式以简单剪切为主,表明其形成和演化过程与上地幔物质运移过程有密切关系.     

晋冀蒙交界地区地震活动性特征分析

采用较为完整的地震资料,分析晋冀蒙交界地区地震活动性特征,结果表明,公元1929年以后,研究区的6.0级以上地震主要分布在河套地震带和张家口-渤海地震带上,在北纬40°线及附近区域形成优势分布区域,1970年以来的中等以上地震主要分布在内蒙古和林格尔-山西大同-河北张北形成的三角形区域内。研究区2005年9月以来中等地震持续1 304天的平静现象被2009年3月山西原平4.2级地震打破,岱海断陷1997年11月以来至今中等地震持续平静,统计结果显示,研究区和岱海断陷中等地震显著平静对研究区特别是河套地震带中强地震具有明显的指示意义,为显著的震兆标志,多种迹象表明,晋冀蒙交界三角形区域和呼和浩特-包头断陷为有利发震区域,发震强度或为6.0级左右。     

用远震接收函数研究山西地区地壳厚度变化：“晋中坡折带”及其地质意义探讨

利用山西数字地震台网中心6年的远震数据计算接收函数并进行H-k搜索,以获得台站下方的地壳厚度.结果表明, 山西地区在平遥盆地北缘的文水-晋中一线,地壳厚度存在北厚南薄差异变化的坡折带,称之为“晋中坡折带”.该带呈NEE向延伸,其南部地区地壳厚度37~40 km,北部地区厚41~45 km.本文分析认为,该坡折带代表早前寒武纪基底构造,是华北克拉通内部的重要构造边界.山西地区基底构造保存完好,地壳厚度未明显减薄.     

华北地区断层现今活动速率与特征

系统分析了华北地区跨断层形变资料,计算了断层活动平均速率,研究了断层活动年变率的动态演化。结果表明,华北地区现今断层活动水平较低,平均速率为０．１７ｍｍ／ａ;山西—延怀地区断层活动水平高于华北地区平均水平;山西带及郯庐带北端活动速率呈上升趋势,这与现今及近期的地震活动有密切关系;强烈地震发生前,存在大范围断层活动平均速率的增加;大范围断层活动方式的转折,可能是地震活动分期的重要标志之一     

山西地震带一系列强震的共性特征

通过对地质构造环境、深部物质结构条件、震前地震活动特点、地震序列及孕震构造类型方面的研究,总结出山西地震带有史料记载以来8次7级以上强震的共性特征。所得结论对山西地震带强震危险区的划分,中长期地震预报及震害预测有现实意义。     

山西带形变监测场地情况调查

对山西带跨断层短水准流动测量场地、定点台站跨断层水准场地和区域流动GPS场地及分布情况进行了调查、汇总和分析。调查了10个流动水准测量场地和4个定点台站水准测量场地,所跨断层绝大多数走向为北北东至北东向,多具有右旋正走滑活动性质,反映了山西带总体构造特征。同时发现,偶有近东西向断裂或北西向断裂与其互相切割,应该是容易造成应力集中的地方。整个山西带布有区域GPS观测点40个,每年正常观测1次的有39个,点距多为几公里到几十公里不等,在整个断层带上的分布比较均匀,并已积累了十几年的流动观测资料。结合地质资料和历史地震的活动特点,认为山西带再次孕育强震的可能性较大,这些多手段形变测量场地的布设情况、时间和空间上的相互联系及多年复测资料的积累对强震预测研究有重要价值。     

山西断陷带垂直形变特征及其成因初探

本文综合研究了山西断陷带垂直形变的空间分布特征及其与本区深、浅部结构，构造和地壳价质物性特征的关系；结合浅部地震地溶部探测的研究结果，初步探讨了本区现代垂直形变的成因。研究结果表明：１．垂直形变测量揭示出山西断陷带的现代垂向构造活动具有明显的分段性。，即晋北地区以北东至北东东向构造活动为主；同时，也反映了浅部构造活动和地壳介质的特征特征对地壳形变的制约作用；２．山西断陷带内主要盆地的垂直形变与其深