川滇地区中小地震震源机制解及构造应力场的研究[

利用目前国际上较为流行和普遍接受的基于P波初动符号和振幅比HASH方法,研究给出川滇地区2003年1月1日-2012年12月31日1 893次M3.0以上地震震源机制解。选择1 651个可靠的中小地震震源机制解,采用基于中小地震震源机制解的Hardebeck和Michael的阻尼区域应力场反演方法,研究区域的水平最大主压应力方向。结果表明：川滇菱形块体南段红河断裂带尾部左右两侧应力方向相同,水平最大主压应力NW-SE向;川滇菱形块体内部以丽江—小金河为界呈现出不同的应力状态,位于分界线以南的滇中块体水平最大主压应力NW-SE向,而在分界线以北取向基本上沿NS方向;从青藏高原内部到川滇菱形块体东边界应力方向整体有一定的顺时针旋转趋势;块体东边界从北部的NNE-SWW向逐渐过度到南部的NW-SE向。滇西及滇西南水平最大主压应力方向与构造方向基本平行,为近SWW-NEE向。     

云南地区中小地震震源机制及构造应力场研究

利用云南数字地震台网记录的区域波形资料， 通过波形反演确定了发生在云南地区的33次中小地震的震源机制. 结果表明，在川滇菱形块体内部及边界附近的地震以走滑为主，由震源机制得到的主压应力方向从北到南由北北西-南南东方向转向近南北向，张应力轴方向则主要表现为北东东-南西西或北东 南西向；在青藏高原东部地区，主压应力方向从青藏高原内部向外成放射状展布，张应力方向大多与该地区的弧形构造平行. 在28N附近地区，主压应力轴和张应力轴方向都存在较大的变化，其分界线似与龙门山断裂向西南方向的延长线相对应. 川滇菱形块体之外的地震的主压应力轴和张应力轴方向与块体内部的方向存在一定的差异. 通过与哈佛大学中强地震震源机制结果的对比发现，云南地区中小地震震源机制的反演结果与强震震源机制的结果有较好的一致性，表明中小地震的震源机制可用于该地区区域构造应力场的研究.      

南北地震带地震震源机制解和现今应力特征

基于CAP方法,使用地震波形资料,计算得到了2009年1月～2017年8月期间南北地震带及周边区域466个3.5级以上地震震源机制解。在补充收集1976年1月～2017年8月GCMT公布的259个4.5级以上地震震源机制解的基础上,分析了南北地震带地震震源机制解和应力特征。震源机制空间分布显示,不同断裂带、块体间表现出不同的震源机制空间分布特征,该特征与南北地震带不同段落活动构造性质基本吻合。作为青藏高原东边界的南北地震带,由于动力环境复杂,其内部P轴方向具有明显的差异性。这种差异主要表现为:南北地震带北段P轴呈NE向分布;龙门山断裂带及周边除NE段P轴取向为NW—NNW向外,其他地段P轴近EW向;川滇菱形块体内部P轴呈NNW向,而其西边界以西呈NNE向,东边界以东呈NW向,应力方向转换带的与川滇菱形块体边界基本一致。整体而言,南北地震带及近邻P轴方向由北到南发生了顺时针转动。     

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。     

川滇地区现代构造应力场分区及动力学意义

利用震源机制解确定应力分区的逐次收敛法,并结合水压致裂原地应力测量结果和断层滑动反演资料,对川滇地区应力分区进行了较为详细的厘定. 结果表明,2条北北西向近似平行的应力转换带将川滇地区分成3个应力区,2条应力转换带之间形成的川滇应力区的最大主应力sigma;1方位正好也是北北西向. 川滇应力区东边界（东边的应力转换带）基本上与川滇菱形块体的东边界相吻合;川滇应力区西边界（西边的应力转换带）与川滇菱形块体的西边界并不完全一致,西边的应力转换带的北段基本沿金沙江断裂带,与川滇菱形块体的西边界相一致,往南应力转换带并没有继续沿着川滇菱形块体的西南边界-红河断裂带,与东边的应力转换带形成交会,而是延续北北西走向,应力转换带的南段与营盘山断裂带相重合. 认为,在印度板块北移,青藏高原东侧物质南东向侧移,以及华南块体强烈阻挡的共同作用下,川滇地区构造应力场格局并不完全受已有构造的控制,而很有可能形成新的应力转换带.       

南北地震带区域构造应力场反演

利用区域应力张量阻尼方法,使用南北地震带及其邻近区域2009年1月—2017年8月466次M_L≥3.5地震的震源机制解,及1976年1月—2017年8月GCMT公布的259次M≥4.5地震的震源机制解,反演得到研究区1.0°×1.0°网格大小区域的构造应力场。应力场空间分布特征显示,南北地震带作为青藏高原的东边界,由于所处动力环境复杂,其内部最大主应力方向具有明显的空间差异性。这种差异主要表现为:南北地震带北段最大主应力方向为NE向;南北地震带中段及周边除龙门山断裂带NE段最大主应力为NW-NNW向外,其它地段最大主应力近EW向;南北地震带中南段最大主应力方向逐渐由近EW向到NW或NE向,再到近NS向。整体而言,南北地震带及邻近区域最大主应力方向由北到南发生了顺时针旋转。川滇菱形块体内部最大主应力方向为NNW向,应力方向转换带与块体边界基本一致,其东边界以东最大主应力方向为NW向,西边界以西为NNE向。从区域构造应力场的角度分析,难以将“南北地震带”作为一个统一的地震带应用于中长期地震预测的研究与实践中。      

2013年8月香格里拉德钦—得荣M_S5.9地震序列震源机制与应力场特征

利用中国区域台网地震波形记录,采用CAP方法反演了香格里拉德钦(位于云南省)—得荣(属于四川省)2013年8月28日MS5.1、8月31日MS5.9地震及8次MS4余震的震源双力偶断层面解和震源质心深度.结合震区地质构造、余震分布、烈度分布、动力学背景等资料,分析了此次地震序列的震源机制和应力场特征.反演结果表明,此次地震序列为节面倾角倾斜的正断层型地震,发震断层为NWW向活动构造带.序列中最大地震MS5.9和次大地震MS5.1地震的破裂节面分别为走向299°、倾角53°、滑动角-73°;走向290°、倾角55°、滑动角-72°.震源区受到强烈的水平拉张力、垂直挤压力作用.MS5.9地震后续余震T、P轴方位角随时间变化强烈,表明MS5.9地震后震源区应力调整作用明显.震源区应力场反演结果显示,地震发生的构造带上最大主拉应力为NNE-SSW向,最大主压应力为NW-SE向,与GPS观测所反映的地表最大主应力分布方向基本一致,表明震源区的应力状态可能主要受到背景大尺度构造应力场的控制.此次地震序列填充了川滇地区震源机制及应力场的空间分布图像,1976年以来可靠的震源机制解资料表明香格里拉次级块体是川滇块体及周边区域显著的拉张作用区域.香格里拉次级块体和保山次级块体正断层地震的断层节面及震源应力轴分布的空间变化,与GPS观测反映的地表最大主拉应力分布较一致,其空间分布特征反映了在青藏高原物质挤出背景下,块体之间相互作用、地势差异等作用对构造活动的影响.     

川滇菱形块体强震活动关联分析

通过对1700年以来川滇地区6.7级以上强震活动的分析,发现川滇菱形块体是川滇地区主要的强震活动区域,强震活动关联度较高,主要表现为:(1)川滇菱形块体为川滇地区地震活动关联的主体;(2)滇东与川西地区的强震活动存在一定的呼应关系;(3)川滇菱形块体将可能进入新一轮强震活跃期;(4)川滇菱形块体东边界地震活动的有序迁移可能是对块体运动的响应。     

2021年5月21日漾濞MS6.4地震及周边的构造应力场特征和动力学意义

文中利用CAP方法计算了2021年5月21日漾濞地震序列M_S≥4.0地震的震源机制解,再结合收集到的周边历史地震的震源机制解,反演计算了漾濞地震及周边区域的构造应力场,并根据反演得到的应力张量模拟了漾濞地区的相对应力值大小和震源机制解分布情况。研究结果表明：1)研究区以走滑型地震为主,其次是正断型地震,地震集中分布于15km以浅的深度范围,主要发生在脆性上地壳。2)漾濞震源区的构造应力场属于典型的走滑应力结构,最大主应力方位为NNW-SSE向,与区域构造应力场基本一致。研究区的分区反演结果显示,最大主应力轴和最小主应力轴的方位从东北至西南呈现出顺时针旋转的趋势。区内川滇菱形块体、腾冲和保山等地块内部的应力方位分布一致性较好,块体边界带是应力发生偏转的部位,表现出一定的差异性,区域构造应力场受到不同块体间相互作用的影响。3)应力形因子R值的分布上大致表现为自西北向东南逐渐增大,说明物质运移所需的压应力相对变小,结合研究区的地质构造背景认为,地块(物质)的运动速度自西北向东南逐渐变缓。4)根据模拟计算的漾濞地震相对剪应力和相对正应力大小推测认为,漾濞地震是在区域构造应...     

大凉山次级块体及邻区震源机制解与区域应力场特征分析

基于Cut-And-Paste(CAP)全波形拟合反演震源机制解方法和阻尼线性逆推法(DRSSI),采用分区域选取地壳速度模型的形式,计算得到大凉山次级块体及邻区(101.5°~104.5°E,26.5°~30.5°N)震源机制解和区域应力场。结合构造地质、GPS观测数据等已有研究资料综合分析认为,大凉山次级块体及邻区震源机制解主要以走滑和逆冲机制为主,其空间分布特征与地质构造活动性质较吻合;区域应力场方向与GPS速度场运动方向基本一致,优势方向为NW-SE和NWW-SEE向,整个区域主要以走滑和逆冲性质为应力特征。震源机制解和区域应力空间分布特征表明大凉山次级块体在川滇块体、巴颜喀拉块体和华南块体三者联合作用的影响下形成了现今的应力格局,川滇块体相对向SE滑移以及青藏高原物质的E、SE向逃逸为大凉山次级块体及其周围地区强烈变形及大尺度位移的主要动力来源。     

川滇地区b值空间分布特征及其与震源类型关系的初步探讨

本文利用川滇地区1980—2013年震级M2.2—5.9的12924条地震资料,对该地区进行了精细b值计算;利用川滇地区321个M≥4.7的中强地震震源机制解资料,结合b值的空间分布特征,划分震源区,并探讨了不同类型震源区b值的变化规律。研究结果显示:川滇地区b值分布存在较大差异,川滇菱形块体的东边界和西南边界的低b值范围较大,菱形块体内部高b值区域相对集中,研究区内其余地区的b值分布较为零散;结合我国现行的地震区带划分方案,b值分布没有表现出带内的一致性;结合地震的震源机制,倾滑断层型的地震表现出逆断型震源区地震的b值低于正断型震源区内同类型地震的b值。这将为b值统计单元的划分提供有益的参考。     

西藏芒康震群发震构造分析

2018年12月13日23时32分、39分,在西藏昌都市芒康县连续发生M4.9和M4.4地震;随后12月14日1时15分、38分、42分,该地又连续发生了3次M≥30地震,地震震中位于川滇菱形块体西北部金沙江断裂带、巴塘断裂带和藏东澜沧江断裂带所夹持的区域。基于四川及周边区域地震台网的观测资料,采用双差定位方法,对芒康震群序列进行了重新定位,并利用CAP波形反演方法,获得了5个M≥30地震的震源机制解、震源矩心深度与矩震级。根据震群序列空间展布、较大地震震源机制解和震源区附近的地质构造,初步分析认为:芒康震群序列地震展布在地表下长约16 km、宽约6 km,深度在5～20 km的区域;与震群序列空间展布方向较为一致的节面I为发震断层面,断面倾向NE,倾角约为65°,滑动角约为-34°;震源区主压应力P轴方位为近EW向,与该区域构造应力场主压应力方向一致,推测本次震群地震应是在羌塘块体物质持续E向挤入作用下,位于羌塘地块东南缘的一条NWW向次级隐伏断裂拉张运动引起的。     

利用多个震源机制解求祁连山西段平均应力场方向

祁连山西段由于受到多个构造块体的共同约束,表现出复杂的地球物理特性和地质特性。本文利用14个中强地震震源机制解和2001-2012年66个中小地震震源机制解分析了区域应力场特征。结果显示,地震的震源性质以走滑和逆冲为主,印证了祁连山西段基本构造变形特征;三个区域应力张量的定量结果显示,最大主压应力σ1方向在NE向,水平挤压作用明显,且具有一定的分区特征,表明局部应力场受到局部构造的影响。     

川滇地区速度结构的区域地震波形反演研究

利用云南数字地震台网的区域地震波形资料,对川滇地区的地壳上地幔速度结构进行了初步研究. 结果表明,川滇地区上地幔顶部P波速度较小,约78 km/s,P波速度在上地幔表现为较小的正速度梯度,S波在100～160 km深度范围内表现为弱低速层. 对于较短的观测路径,不同路径的平均P波和S波速度存在明显的横向变化. 与川滇菱形块体内部的速度结构不同,在块体边界附近可以观测到比较明显的上地壳低速层,我们认为它可能与块体边界的断裂带有关;川滇菱形块体内部存在的下地壳低速层,有利于块体向南滑动,而中上地壳没有明显低速结构,可能表明川滇菱形块体向南滑动的解耦深度至少在下地壳. 根据不同路径的反演结果,给出了云南中部地区地壳内部的平均速度结构.     

2021年云南漾濞MS6.4地震序列发震构造及其与2013年洱源、2017年漾濞地震的异同

2021年5月21日云南漾濞发生M_S6.4地震.为深入了解该地震的发震断层及发震构造特征,探讨其与2013年洱源与2017年漾濞地震发震构造及背景的异同,本文基于中国地震台网中心的观测报告,使用双差方法对漾濞地震序列进行重定位,并从全球矩心矩张量(GCMT)和美国地质调查局(USGS)搜集了9个震源机制解计算了震源区构造应力场,初步得到如下结论:(1)2021年漾濞地震序列呈NW-SE向展布且SE端余震数量多于NW端,余震区地壳应力不均匀释放,致使5.0级及以上地震周边余震稀少;4个5.0级及以上地震初始破裂深度大于矩心深度,推测发震断层是从断裂底部向浅部破裂.(2)发震断裂是维西—乔后—巍山断裂西南侧的未知断裂F2、F3,其走向NW-SE、倾向SW、倾角近垂直,具有右旋走滑特征.其中F2贯穿整个地震序列,长约30 km,F3主要发育在中南段,长约11 km,两条发震断层相交于地震丛集中间位置.(3)震源区构造应力场是走滑的应力机制,呈SSE向(174.57°)低倾伏角(18.79°)挤压,及SWW向(-93.65°)近水平(5.21°)拉张状态.震源区的发震构造受川滇块体与滇南块体形成的右旋走滑边界控制.(4)这3个地震均发生在川滇块体右旋走滑西南边界形成的走滑应力机制作用背景下.2013年洱源地震可能更多的受控于局部构造的垂向差异运动;2017年漾濞地震仅受到川滇块体西南边界的右旋走滑作用;2021年漾濞地震则主要受控于川滇块体西南边界的右旋走滑运动,还存在少量局部构造垂向差异运动作用.     

2010年以来四川地区中强地震震源机制反演及深度确定

2008年5月12日四川龙门山断裂带发生了汶川8.0级地震,之后四川境内发生了两次7.0级地震(其中一个是芦山地震),为了研究汶川地震之后龙门山断裂带及周边区域的地震活动性,本研究收集了国家地震台网和四川区域地震台网2010年1月1日—2017年12月31日四川地区发生的17次M≥5.0地震以及120多次5.0>M≥4.0地震的波形资料,利用波形拟合法反演了震源机制解及区域应力场.反演结果显示,位于龙门山断裂带上的地震,震源机制以逆冲型为主,鲜水河断裂带地震震源机制以走滑型为主,而川滇块体西南部的理塘断裂、金沙江断裂附近,震源机制解以正断层为主.根据震源机制解反演得到的龙门山地区、鲜水河地区的主压应力场方向为WNW、近EW向.川滇块体的巴塘、理塘等地区,其主压应力轴方向为12°左右,接近SN向,且仰角接近40°左右.本研究利用面波振幅谱特征对震源深度进行了精确定位,定位结果与中国地震台网中心(CENC),美国地震调查局(USGS),国际地震中心(ISC)等机构地震目录进行了对比.结果显示,四川地区强震震源深度主要分布在20km以上的中上地壳.龙门山地区震源优势分布在10～20km,鲜水河断裂地震震源深度在10km左右,川滇块体西南部的理塘断裂,巴塘断裂,金沙江断裂等地区,震源深度一般在5～10km范围.     

利用GPS和震源机制解研究青藏块体东北部构造应力场方向变化特征

利用1970年以来至今青藏块体东北部大量的震源机制解，分时间统计其主压应力方位并求其归一化分布。根据P轴的优势分布方位，推测其主压应力方向。同时，借助有限元方法，利用GPS大地水平形变观测资料，把1999年以来青藏块体东北部大量的GPS资料经过解算，计算其最大主应变率场及最大剪切应变率场。将震源机制解P轴的主压应力方向和GPS计算的最大主应力方向进行对比，分析青藏块体东北部构造应力场随时空的变化特点及时空差异性，探讨震源机制解P轴的优势分布方位、GPS资料的最大主应力方向与地震孕育之间的关系。     

利用CAP 方法快速计算云南地区中小地震震源机制解

地震的震源机制解是反应区域应力场的重要参数,充分利用数量众多的中小地震将有助于获得更高精度的区域应力场分布。本文以滇西地震预报实验场下关虚拟测震台网为例,介绍了利用虚拟台网产出数据,采用CAP 方法计算中小地震震源机制解的流程,并将该方法应用于计算云南地区2013 年2 月～ 2014 年2 月间MS≥3. 0 的64 次中小地震震源机制解。结果显示:①本文给出的方法为一种半自动处理方法,该方法可以在地震速报结果之后45 分钟之内给出震源机制解,分析认为影响震源机制解快速产出的主要因素是格林函数库的建立和编程实现标注P 波到时的全自动化;②云南地区中小地震震源机制解以走滑为主,但在香格里拉和洱源地区有少量正断层地震存在,位于研究区域内中小地震P 轴主应力方向在川滇菱形块体南部以北北西-南南东为主,而在印支板块则主要以北北东-南南西为主。     

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.     

新疆天山中段的震源机制解与构造应力场特征分析

文中收集了新疆测震台网2009—2018年记录的492个MS2.5以上的地震事件,以MS=3.5为界,分别用CAP方法和FOCEMEC程序计算其震源机制解,并收集了GCMT记录的该区域历史地震事件的震源机制解结果。按照全球应力图分类标准对计算得到的震源机制解数据进行分类,发现区域内中强地震主要以逆冲型为主,兼有一定的走滑分量。采用阻尼区域应力场反演方法获取新疆天山中段的构造应力场空间分布特征,结果表明研究区内最大主压应力轴由西向东呈扇形旋转,自西段的NW向逐渐转为NE向,仰角近水平,最大主张应力轴近EW向,仰角近直立。受喀什河断裂、那拉提断裂、博阿断裂、准噶尔南缘断裂和北轮台断裂等大型断裂带的影响,局部区域应力场呈现出复杂的多样性。在帕米尔和塔里木块体持续向N挤压的影响下,天山整体被挤压缩短,但由南向北、由西向东缩短速率逐渐降低,应力形因子自西向东逐渐增大,且中间主压应力轴由偏压缩成分转为偏拉张成分。研究区南侧最大主压应力轴方向为N15°E,而北侧则为近SN向,这与塔里木块体的顺时针旋转有直接关联。区内近期发生的2次MS6.6地震均造成区域应力场的逆时针旋转,震后应力场与主震震源机制解趋于一致。