应用GPS观测青藏高原东北缘应力场变化

采用各向同性弹性地球模型推导了地面位移场速率与地壳内任意点应力场变化的边界积分关系,同时利用青藏高原东北缘1999～2001年观测的GPS资料对观测区地壳深度为5 km和25 km的主应力和最大剪应力进行了计算分析.结果表明,青藏高原东北缘的主应力变化主要集中在祁连山断裂、海原断裂等,在1920～1954年间历史上发生过多次震级为7.0～8.5级强震的断裂附近,并具有主应力变化沿断层走向分布、最大剪应力沿断层走向交替变化等特征.     

青藏高原东北缘及其周边地区现今构造应力场及地震活动性

收集青藏高原东北缘及其周边地区371个震源机制解数据,对该区域进行1°×1°经纬度网格的构造应力场反演。结果表明,青藏高原东北缘内缘最大主压应力以NE向为主,外缘最大主压应力由西向东呈现出顺时针旋转的特征,即最大主压应力轴由西段近NNE向转为中段NE向,再转为东段NWW向。从不同深度对青藏高原东北缘及其周边地区进行2°×2°经纬度网格的构造应力场反演。结果显示,地壳上下部分断层体系存在巨大的变化差异,产生这种差异的原因可能与地壳的挤压增厚有关。     

龙门山断裂带的性质与活动性研究

沿龙门山构造带两侧，在9个100～500m深的钻孔中进行了水压致裂地应力测量，获得了断裂带两侧地表浅部构造应力的大小、方向和分布特征。据这些实测的应力资料，用库仑摩擦滑动准则分段研究了断裂带的性质和活动性。结果表明：试验得到的摩擦强度(0．6～1．0)似乎适用于浅部断层构造，地壳浅部地应力的大小和方向与断裂的性质及活动性密切相关，应力状态与断裂带的逆冲性质相一致；在断裂带东段的广元地区．中段的平武、汶川和茂县地区，实测的最大水平主应力值达不到逆断层活动要求的临界状态；而西段与鲜水河断裂带、南北向构造带复合部位的二郎山地区，现今构造应力状态比较复杂．实测的最大水平主应力值满足逆断层活动要求的临界状态。     

固体潮应力张量对地震的触发作用

用无体力作用的平衡方程的ω型、Φ型通解与有体力作用的平衡方程的特解相迭加得到自由边界条件下的潮汐应力张量。讨论了主应力和主应力轴随深度的变化,在100公里深度范围内,主应力轴在空间的取向发生的偏转可达10°左右(θ=30°时)。 选用我国1957年以来有精确断层面解的、Ms≥5.0的70个地震的资料,研究了发震时刻对于潮汐流体静应力、潮汐最大剪应力、沿断层错动矢量的潮汐剪应力的位相分布,所得的结论是,潮汐流体静应力与地震的发震时刻没有明显关系。潮汐最大剪应力对地震有一定的触发作用;沿断层错动矢量的潮汐剪应力对地震的触发作用更明显;斜滑型地震对潮汐最大剪应力的位相有极好的相关性。     

烟台张家金矿弧形断裂构造控矿特征及找矿方向研究

胶西北NNE向断裂构造带弧形控矿断裂系统，直接控制了胶东特大型、大型金矿床及大部分中小型金矿床。张家断裂为胶东东北部NNE向弧形控矿断裂的伴生构造，断裂沿走向、倾向具波状变化，发育有倾斜擦痕，并有厚度0.3～0.5m灰色、灰绿色断层泥。已发现中型金矿张家金矿、小型金矿汪家沟金矿即赋存于该断裂之中。研究发现张家断裂弧形构造沿走向、倾向变化较大的区域为“焦家式破碎带蚀变岩型金矿”成矿有利区域，矿床沿断裂走向大体以2～3km等距分布；在弧形断裂弧顶西侧300～500m为“河西式破碎带石英网脉带型金矿”成矿有利区域，与东侧“焦家式破碎带蚀变岩型金矿”对应分布。     

外力方向对断裂周围应力场和位移场三维空间分布的影响

本文用线弹性三维有限单元法计算了五个几何尺寸、岩体力学性质完全相同的含有一条倾斜断层的地块模型。这五个地块模型的边界分别受到大小相同且与断层走向分别成10°、30°、50°、70°、90°夹角的均布压缩荷载的作用。其结果表明:在断裂的两个端点邻域的应力高值区最大主应力、最小主应力和最大剪应力随外力与断裂走向夹角的增大几乎成线性减小,其应力值的差可达一个数量级;地表水平位移的大小随外力方向与断裂走向夹角的增大而减小,而位移方向从几乎平行于走向逐渐偏转到垂直于走向(这与外力方向的变化一致);应力和垂直位移的分布形态、位移大小及达到峰值的部位随外力方向的不同而不相同。     

基于弹性薄片格林函数的GPS应变求解方法对青藏高原东北缘三维构造变形特征的研究

基于弹性薄片格林函数的GPS三维应变求解方法,对青藏高原东北缘地区的构造变形特征进行研究。结果表明,青藏高原东北缘的应变主要集中在边界断裂上,而在断裂之间的内部块体应变分布相对较小,垂直应变最大值位于日月山断裂以东和海原断裂以南的区域,与块体旋转及物质东向运移有关,且很可能受中下地壳流的影响。本文用三维GPS应变分析为理解大陆内部构造变形动力学过程提供了新的视角。     

利用GPS资料反演祁连山断层的三维滑动速率

以位错理论模型为基础,导出了利用GPS观测的水平位移场速率数据反演断层的走滑、倾滑和张开三维运动速率分布的最佳估计反演计算公式,并利用青藏高原东北缘1999~2001年间GPS观测的位移场速率对祁连山断裂的三维运动速率分布进行了反演计算研究。结果表明,祁连山断裂活动速率在断层倾滑方向上明显大于走滑方向和张开方向,而且具有空间分布的不均匀性特征。     

用GPS数据研究汾渭盆地构造应力场变化

利用2004—2007年观测的GPS数据,采用格林函数法对汾渭盆地地壳15 km深处的最大主应力和剪应力进行了计算。结果表明：1）汾渭盆地的应力场变化分布具有高度不均匀性,山区和盆地的应力场变化性质相反:山区应力场以增加为主,盆地应力场以减小为主;2）宝鸡至咸阳一带的剪应力变化与汤浴至蒲城一带的剪应力变化存在相反的性质。     

民乐6.1级、岷县5.2级地震前区域重力场变化

通过对青藏高原东北缘重力观测资料进行系统分析．从动态的观点研究了2003年10月25日甘肃民乐6．1及5．8级地震和11月13日甘肃岷县5．2级地震孕育发生过程中的重力场演化特征．得到如下结论：①从统一起算基准获得的青藏高原东北缘重力观测资料．较完整地反映了2003年10月25日发生的民乐6．1级、5．8级地震和11月13日发生的岷县5．2级地震孕育、发生过程中出现的流动重力前兆信息;②小波分解的重力场图像能较清晰地反映地震孕育、发生过程中区域性重力趋势变化和震中地区深部物质密度变化引起的异常。     

青藏高原东北缘断层活动变形的模拟研究

分析和讨论了位错理论模型的发展历史和应用领域，采用走滑和倾滑位错理论模型对青藏高原东北缘的多组断层活动产生的三维形变场进行了数值模拟研究，并将数值模拟结果与该地区1999～2001年间的GPS观测结果进行了对比分析。得出了甘青块体顺时针转动等一些较重要的结论和认识。     

阿拉善地块南缘构造活动特征与青藏高原东北缘向外扩展的最新边界

青藏高原向北东方向扩展的方式及最新扩展边界的位置,是目前青藏高原东北缘构造变形研究的热点。基于近年来对阿拉善地块南缘及邻区活动构造运动特征调查和定量研究结果,重点总结了阿拉善地块南缘活动断裂几何图像及运动特征,指出以前普遍认为的稳定阿拉善地块内部在新生代晚期发育了一系列规模不等、运动性质各异的活动断裂,这些活动断裂是青藏高原向外扩展过程中新生或先存断裂复活的结果,断裂对区域地貌的控制作用形成了阿拉善地块南缘的地貌和构造边界。综合新生代变形、构造地貌、低温年代学、大地测量与现代地震活动等资料和研究结果,认为青藏高原东北缘新生代中晚期以来发生了有序的向外扩展,形成了两个有重要意义的扩展边界:一是在10 Ma左右形成的以祁连山北缘断裂为主要边界控制构造的、完整清晰的青藏高原东北缘地貌及构造边界;二是在新生代晚期3~2 Ma形成的阿拉善地块南缘与祁连山北缘断裂近平行展布的、主要由逆冲断裂所组成的青藏高原扩展最新边界。在现今构造、地貌格局中,阿拉善地块南缘已成为青藏高原东北缘最新的组成部分。     

滇西重力断层运动时间分布特征的初步研究

地表观测的重复重力数据综合反映了地表观测点的位置变化、地壳内部密度变化和地壳内部构造变形，通过反演这些数据得到的断层位错运动的时间变化综合反映了地壳内部形变和密度变化的耦合运动。为此，利用滇西1985年以来的重复重力观测数据，结合地质调查和地球物理推断结果确定断层运动模型作为约束，并考虑到观测数据和模型粗差，反演获得了滇西主要活动断裂运动的时间变化分布。结果表明，滇西1985－2001年断层运动的时间变化表现出断层往复运动特征，较好地反映了区内Ms≥6.0地震（如1996年丽江Ms7.0地震、1998年宁蒗Ms6.2地震和2000年姚安Ms6.5地震等）的孕育过程。指出强震孕育过程遵循地壳内部密度和地壳形变耦合运动模式（简称DD耦合运动模式），并给出了断层位错DD耦合运动模式的基本图像。     

青藏高原东北缘似三联点构造的初步研究

从深部构造的角度对青藏高原东北缘似三联点构造进行了探讨。人工地震资料反演结果表明,该区的地壳结构与其它地区明显不同Moho面为一复杂的过渡带,而不是尖锐的速度间断面;在该区内存在一组弧形构造,各弧形断层在形态、规模和破碎程度方面的差异,反映了青藏高原块体向东北方向强烈的挤压作用及其传递过程。     

2021-09-29宁夏中宁M_(L)3.6地震震源参数测定北大核心CSCD

基于宁夏区域地震台网资料,采用初至P震相定位法测定2021-09-29中宁M_(L)3.6地震震源深度,同时利用gCAP反演方法测定该地震震源机制解及矩张量解,然后根据震源机制与应力场模拟方法计算现今应力场体系在中宁M_(L)3.6地震震源机制两个节面的相对剪应力和正应力。结果表明,初至P震相定位法和gCAP方法测定的中宁M_(L)3.6地震震源深度均为11 km,震源机制节面Ⅰ走向242°、倾角63°、滑动角8°,节面Ⅱ走向148°、倾角83°、滑动角153°,矩张量解结果表明该地震的双力偶成分占全矩张量解的97.07%,表明该地震为天然地震。结合震中附近2009年以来M_(L)1.0以上地震重定位后的空间分布、区域地质构造和相对剪应力等分析推测,中宁M_(L)3.6地震发震断层可能与天景山断裂东南段附近NNW向断裂薄弱带有关,该地震是在青藏高原东北缘NE向挤压作用下,沿着NNW向断裂剪切滑动引起的一次右旋走滑型地震事件。     

江汉盆地东北缘现今地壳构造应力场及其发震构造

基于湖北省区域测震台网数字波形数据,利用震源机制解获取江汉盆地东北缘现今地壳构造应力场。结果表明,研究区内地壳受力源影响发生自NWW向SEE方向位移,使得皂市断裂和长江埠断裂在4~6 km深度范围内发生以走滑为主、兼少量逆冲的剪切破坏,震群活动与古近纪以来的断层活动有关。     

鄂尔多斯地块周缘垂直形变场负位错反演与应变积累研究

利用鄂尔多斯地块及其周缘1970～2014年的垂直形变速率场资料，借助负位错反演研究该区域长期应变积累。结果表明，地块东北缘山西断陷带中北段年均能量积累增量、剪应力强度都较高，西南缘六盘山断裂与渭河断裂西段次之；山西断陷带中南段至晋陕交界处年均剪应力强度较高且显示一定程度的能量积累；西秦岭构造区尤其西秦岭北缘断裂西段、晋冀蒙交界区也反映一定程度的能量积累特性。     

单断裂周围的三维应力场与形变场

用线弹性有限单元法计算含一条断裂的三维地块模型中应力的空间分布,结果表明:当地块边界受到水平均布荷载时,断层两个端点水平位移最小,垂直位移最大,应力值最高,且随距离的增加而迅速减小到近于外区应力。最小主应力、最大剪应力、位移均以断层中点呈四象限对称分布。水平主应力之和随深度线性增加。三个应力主轴常稍稍偏离垂线和水平面,但最大压应力呈水平分布。     

昆仑8.1级地震前青藏块体东北缘构造运动特征

利用青藏块体东北缘1993、1999和2001年的GPS观测资料和1980年以来的跨断层流动形变资料，分析了昆仑8．1级地震前青藏块体东北缘地区水平运动演变与断层异常活动的一些特征。结果显示：震前水平运动与变形强度减弱，断层形变异常发育。结合块体和构造研究认为，青藏块体内部8．1级大震的蕴育和发生，对块体边界构造区域影响显著；震后调整和应力转移可能加速块体东北部某些构造部位应变能的积累。     

GPS约束下陇西地区断裂带现今滑动速率的非连续接触模拟研究

以中国地壳运动观测网络1999、2001、2004和2007年4期GPS观测数据为边界条件，使用非连续接触有限元技术构建陇西块体二维有限元模型，在摩擦系数不确定性分析基础上，计算区内主要断裂带滑动速率。结果表明，现今地壳形变运动状态下陇西块体的北东向运动在海原断裂附近受到鄂尔多斯块体、阿拉善块体阻碍，陇西块体周缘的海原断裂带、老虎山断裂、西秦岭北缘断裂呈现左旋走滑特征，滑动速率为3.5 mm/a、2.2 mm/a和1.9 mm/a，说明在青藏高原推挤作用下以上关键部位正在进行快速的构造应变积累。