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走滑断裂活动导致地应力解耦的机理研究——以龙门山断裂带东北段为例

2008年汶川MS8.0地震后,沿龙门山断裂带系列水压致裂地应力测量结果表明,断裂带东北段(茂县-绵竹连线东北侧)北川、平武及广元等地浅表层最大主应力方向与区域应力场相比发生了25°~69°不等的偏转,亦称地应力解耦。初步分析认为,龙门山断裂带东北段的右旋走滑活动直接导致了区域内最大主应力方向的解耦,且最大主应力方位向偏转角度与断裂右旋走滑活动量正相关。为合理解释这一现象,探讨走滑断裂活动导致地应力解耦的机理,本文采用二维有限元数值模拟方法,选取汶川MS8.0地震断裂(龙门山中央断裂)上的同震右旋走滑位移作为边界条件,首先模拟了龙门山断裂带东北段右旋走滑活动产生的扰动应力特征,之后结合断裂带附近典型钻孔地应力测量结果,叠加该扰动应力作用,从力学机理上深入剖析断裂右旋走滑活动产生的扰动应力对区域应力场(或初始应力场)的影响,并对其附近不同构造部位最大主应力方向偏转现象进行定量解释。初步结果表明：1) 走滑断裂活动导致地应力解耦主要是通过断裂滑动产生的扰动应力对区域应力场的附加影响实现的;2) 在固定的断裂活动长度和摩擦强度情况下,走滑断裂活动导致区域最大主应力方向偏转角度基本与活动断裂走滑位移量呈正比;3) 受汶川MS8.0地震影响,龙门山断裂带大致以茂县-绵竹为界,西南侧的宝兴-映秀-汶川一带最大主应力方向偏转角度很小,基本与区域应力场一致,而东北侧的北川-平武-广元一带则发生角度不等的偏转,3个地区最大主应力方向平均偏转角度分别为65°、56°和29°,该角度与龙门山断裂带东北段同震右旋走滑位移量呈正相关。     

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。     

联合安徽CORS分析郯庐断裂带南段地壳形变与断层活动特征

使用GAMIT/GLOBK处理2013-01~2018-06期间37个AHCORS参考站观测文件,分别获取站点在ITRF2008和欧亚框架下的速度场。利用多尺度球面小波模拟出的速度场与实际速度场的误差在2 mm/a以内,说明此方法可有效反映该区域的地壳运动情况。采用多尺度球面小波法解算郯庐断裂带南段及周边地区的应变率并对其进行分析。结果表明,总体上看,郯庐断裂带南段以西除阜阳、徐州、枣庄等地,大部分地区呈面膨胀状态,以东地区大多表现为面压缩状态;应变方向变化异常的地区,均处于面膨胀与面压缩的交界地带;最大剪应变率沿郯庐断裂带南段两侧呈对称分布,西北和东南地区为高值区域,存在着较大的应变积累,有发生地震的可能,应予以关注;郯庐断裂带南段主要表现为右旋走滑,且北部存在着拉张,拉张分量向南逐渐递减,在最南部转变为压缩的状态。     

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郯庐断裂带安徽太湖段第四纪新活动研究

郯庐断裂带太湖段位于东大别的东侧，为东大别与山前盆地的构造界线，遥感影像上断层线性特征清晰。在太湖-桐城一带开展了多次野外地质调查和探槽工作，其中太湖小池镇殷家上屋探槽显示，断层带发育有较软的断层泥，断层向上延伸入中更新世棕红色蠕虫状亚粘土中，OSL和ESR样品测试结果表明，断层在中更新世有过较强的活动。桐城挂车河镇洪老屋断层剖面显示断层错断了早中更新世砾石层，断层下部发育有新鲜的断层泥，ESR样品测试结果同样表明断层在中更新世有过较强活动。综合分析认为，郯庐断裂带太湖段在早中更新世仍有过较强活动，最新活动时代为中更新世(Q2)，这或是该地区地震活动以中小地震为主的一个构造背景因素。     

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郯庐断裂带的活断层与郯城8.5级地震的构造条件

郯庐断裂带是中国东部一条结构复杂、规模巨大的北北东向断裂构造带,在我国境内长达2400多公里。这条断裂带在地质时期经历了左行平移、岩浆活动、裂谷作用、挤压揉皱、逆冲右旋走滑等复杂的运动过程。新构造期以来具明显地分段活动特征,其中沂沭断裂段新活动最显著,直到第四纪晚期仍有长达360km的断裂活动带。断裂活动的特点,表现为空间分布的迁移性,活动时间的阶段性、间隔性,活动方式是以粘滑为主,通过群集和长间隔的大震破裂方式进行。 1668年郯城8.5级大震和几次全新世古地震事件,在沂沭活断层的中段重复发生,是由特殊的构造条件所决定的,分析深浅部构造特征、介质条件,推测郯城马陵山地段在中地壳以上形成了一个新的推覆构造体。在区域应力场的作用下,这个推覆体沿活断层带向南西运动,1668年郯城8.5级地震与几次古地震事件的发生很可能与这个推覆构造的活动密切相关。