帕米尔-兴都库什地区的板块俯冲特征

本文利用美国国家地震信息中心（NEIC）提供的1973～2006年地震目录,哈佛大学提供的1978-2005年地震机制解资料,研究了帕米尔-兴都库什地区印度板块与欧亚板块的碰撞形态,分析了印度板块向北俯冲对地震活动及其区域应力场的影响。地震震源三维图象显示：欧亚板块与印度板块在帕米尔＂结＂附近碰撞强烈,地震活动明显增强,震源剖面显示＂V＂字型分布形态;在帕米尔＂结＂东侧,随着印度板块俯冲动力减弱,地震活动也明显减弱,印度板块向北俯冲的剖面形态逐渐消失,欧亚板块向东南俯冲的剖面形态越加清晰;印度板块向北俯冲具有由浅向深、由南向北反复迁移的特征,可能反映印度板块向北俯冲→断离、再俯冲→再断离的过程。由于印度板块与欧亚板块间的强烈碰撞挤压作用,帕米尔-兴都库什地区处于以近南北向的挤压构造应力状态,逆断层数量约占70%,正断层数量约占11%,走滑断层数量约占19%。P轴优势方位显示帕米尔-兴都库什地区主压应力近南北向,倾角近水平,呈现由南向北倾斜;T轴倾角较大,近垂直,整体接近俯冲带的倾向。帕米尔-兴都库什地区应力场特征表明,印度板块向北的主动推挤,是形成这一区域应力场的主动力,向南倾的欧亚板块处于一种被动的被挤压状态。     

印度板块与欧亚板块在兴都库什-帕米尔地区相互俯冲的动力作用分析

兴都库什-帕米尔地区是印度板块与欧亚板块相互碰撞的强烈变形区域,也是中国大陆与周边板块动力传递的关键部位,明确该地区两大板块俯冲接触的几何形态和动力作用对研究区域动力环境具有实际意义.本文首先基于Hayes等在2009和2010年提出的Slab1.0的研究思路,利用地震参数准定量地给出两大板块在兴都库什-帕米尔地区碰撞接触的几何形态.结果表明,印度板块在兴都库什地区呈现自南往北的俯冲;欧亚板块在帕米尔地区呈现由北往南的俯冲;同时在兴都库什和帕米尔之间存在俯冲交汇区,在该区印度板块以北西方向、欧亚板块以南东方向相互俯冲.其次基于哈佛大学提供的震源机制解,对不同接触部位进行了应力张量反演,结果显示在兴都库什俯冲区域主要表现为逆冲性质,帕米尔弧西段主要表现为走滑性质,且均具有较好的一致性;而在俯冲交汇区域,走滑、逆冲性质并存,表现为震源机制一致性紊乱.结合两大板块接触的几何形态和区域应力场反演结果,认为印度板块在兴都库什地区主动往北俯冲,而欧亚板块在帕米尔地区被动往南东-南向俯冲,形成两大板块的相互俯冲.本文从几何形态和应力场反演分析两大板块在兴都库什-帕米尔地区碰撞的动力作用方式,可为该区域地球动力学相关研究提供基础资料.     

中国周边板块的相互作用及其对中国应力场的影响——（Ⅱ）印度板块的影响

本文利用地震资料并结合地质资料,讨论了印度板块与欧亚板块在中国周边的相互作用及其对中国应力场的影响,指出两板块在喜马拉雅山前断裂地区碰撞,碰撞边界向西延续到35°N,74°E附近,其主要挤压方向为NNE,并形成SE方向的物质流动.帕米尔地区有强烈的构造运动,并存在俯冲带形态的构造.在26.5°N,97°E附近,板块边界的走向发生突变,并形成东倾的缅甸山弧俯冲带,但印度板块挤压造成的主压应力方向为NNE向.在安达曼-尼科巴-苏门答腊-爪哇岛弧,印度板块俯冲于欧亚板块之下,在中国南海一带形成NNW向或近Ns向的主压应力.     

青藏高原震源分布与板块运动

本文分析了青藏高原及其邻区大量近期地震的震源深度分布资料,发现中源地震不仅分布在众所周知的兴都库什和印缅山弧一带,而且在印度洋板块与欧亚板块汇聚带印度河-雅鲁藏布江以南,以及欧亚板块内部的帕米尔、西昆仑、柴达木和天山南缘一带也有中源地震分布,它们构成了这一地区三条向南倾斜的震源带。 这些中源地震震源带的存在表明,向北运动的印度次大陆与亚洲大陆碰撞以后,印度次大陆北缘本身并没有消减,而是迫使亚洲大陆通过三条向南倾斜的岩石层消减带产生了大规模的消减作用。 中源地震在平面上分布的不连续性,揭示了这一地区的许多条走滑断层的现代活动。这些走滑断层的巨大位移显示了青藏高原内部各块体之间的横向运动也是很可观的。 最后,提出了亚洲大陆多条南倾消减带的形成和发展模式。     

中国周边板块的相互作用及其对中国应力场的影响——(Ⅱ)印度板块的影响

本文利用地震资料并结合地质资料,讨论了印度板块与欧亚板块在中国周边的相互作用及其对中国应力场的影响,指出两板块在喜马拉雅山前断裂地区碰撞,碰撞边界向西延续到35°N,74°E附近,其主要挤压方向为NNE,并形成SE方向的物质流动.帕米尔地区有强烈的构造运动,并存在俯冲带形态的构造.在26.5°N,97°E附近,板块边界的走向发生突变,并形成东倾的缅甸山弧俯冲带,但印度板块挤压造成的主压应力方向为NNE向.在安达曼—尼科巴—苏门答腊—爪哇岛弧,印度板块俯冲于欧亚板块之下,在中国南海一带形成NNW向或近Ns向的主压应力.     

帕米尔—兴都库什地区构造应力场反演及拆离板片应力形因子特征研究

从Global CMT目录搜集了1976年1月至2016年6月之间的震源深度大于70km的255个震源机制解,用阻尼应力反演方法,分70～160km和170～310km两个深度,计算了帕米尔—兴都库什地区的构造应力场;同时以10km为间隔计算了兴都库什地区深度介于70～310km之间的应力形因子.得到以下初步结论:兴都库什板片向下俯冲和帕米尔地区断裂带的横向拉张,可能是导致应力场不同的原因.兴都库什俯冲带与帕米尔俯冲带碰撞,导致交汇地区(37°N—37.5°N)的应力场参数突变.兴都库什俯冲板片受到深部温度、压力等因素,出现薄弱面进而形成拆离板片.其脱离了主俯冲板片的束缚后,重力的上下拉张作用导致空区附近张轴倾伏角接近90°,拆离板片俯冲至上地幔不连续面,导致板片部分熔融进而应力形因子随着深度变小.而拆离板片受到地幔挤压其内部发生破碎,其压应力轴由西部的NS到东部NW-SE方向偏转及纵向张应力轴倾伏角变小.     

泰国三塔断裂活动性及其板缘动力学意义

通过对位于印度板块与欧亚板块碰撞带缅甸弧附近三塔断裂带活动性的野外考察研究，探讨了位于缅甸弧东侧的滇缅泰板缘地区现代构造与地震活动动力来源和空间不均匀性。指出印度板块与欧亚板块沿兴都库什弧的正面碰撞和青藏高原隆起导致的侧向挤出作用对滇缅泰板缘地区现代构造与地震活动的影响可能大于印度板块与欧亚板块沿缅甸弧的碰撞对上述地区的影响。     

中国东北地区地震活动特征及其与日本海板块俯冲的关系

分析中国东北地区深震 (mb≥ 6 .0 )及浅震 (MS≥ 5 .0 )的成组性活动特征 ,研究了深震“强震组”与浅震“强震组”的时、空相关性。着重探讨了西太平洋板块与欧亚板块碰撞带的地震分布特征及其与西太平洋俯冲带形态的关系 ,并着重分析了西太平洋板块对欧亚板块地震活动的影响。结果表明 :西太平洋板块俯冲倾角小的地区 ,板块碰撞带地震活动强烈 ,板块俯冲对欧亚大陆的影响也较强 ,俯冲带处于较强的挤压应力状态 ;西太平洋板块俯冲倾角大的地区 ,板块碰撞带地震活动较弱 ,板块俯冲对欧亚大陆的影响也较弱 ,深部俯冲带引张应力增强。分析认为 ,未来 10年中国东北地区将进入浅震“强震组”活动时段 ,期间可能发生MS≥ 5 .0地震 6次左右 ,应加强东北地区的地震监测预报工作     

中国及其邻区地震深度的特征

系统地研究了中国及其邻区地震深度的一些时空变化特征后发现：５１％的地震发生在０－１９ｋｍ间，１０、１５、２０ｋｍ为几个地震多发层位；大陆地震的深度小于周邻地区地震的深度；大陆西部地震的深度大于东部地震的深度，这与大陆地壳西厚东薄的结果相吻合；中俄朝交界区及日本海、兴都库什－帕米尔、琉球群岛、缅印交界区和台湾地区地震的深度大，这与有关板块间的相互碰撞、挤压或俯冲等运动有关；兴都库什－帕米尔地区的地震     

西太平洋Benioff带的形态及其应力状态

利用1970～1998年的地震资料,研究了西太平洋Wadati Benioff带形态,发现各区域Wadati Benioff带的倾角与板块俯冲速度有关,俯冲速度越大,倾角越小;利用1976～2002年哈佛大学的震源机制资料,对各区域地震断层类型进行了统计,结果表明：地震断层类型也与俯冲速度有关,俯冲速度大的地区逆断层数量高达74髎以上,俯冲速度小的地区正断层数量上升到45髎左右;本文还探讨了西太平洋板块水平向运移的主动力方向,认为该方向为283°.     

中国及其邻区周围板块作用力的研究

给出了如何根据观测的应力方向，利用平滑方法处理为在规则格点上均匀分布的数据的过程，并利用新编的中国及其邻区地震震源机制解推断的观测应力方向，反演了周围板块作用力的相对大小．结果表明，在周围三大板块中，以印度板块的作用力最大；其次是太平洋板块；而在菲律宾海板块边界上，作用力大小差异较大，其中又以与台湾相邻的边界段受力最大，琉球岛弧受力最小．     

川滇块体东缘地壳动力学问题的讨论

从川滇块体东缘的地质构造应力场、地震形变带所反映的构造应力场,震源机制解所确定的应力场、地壳应力解除及地壳应力测量所反映的应场等方面的资料,对场体东缘地壳动力学问题进行了讨论,结果认为印度板块与欧亚板块的碰撞是川 滇块体东缘地壳动力的主要力源。     

川滇块体东缘地壳动力学问题的讨论

从川滇块体东缘的地质构造应力场、地震形变带所反映的构造应力场 ,震源机制解所确定的应力场、地壳应力解除及地壳应力测量所反映的应力场等方面的资料 ,对块体东缘地壳动力学问题进行了讨论 ,结果认为印度板块与欧亚板块的碰撞是川滇块体东缘地壳动力的主要力源。     

中国地块的地震应力场

印度板块往北,菲律宾板块往北西,太平洋板块往南西与欧亚板块碰撞的格局是中国地震构造的决定性因素。根据实地应力测量、地震断层面解、河谷走向和节理产状等不同资料,计算出了由于板块相互作用所形成应力场的方向。计算结果表明:上述板块的碰撞形成了中国境内板内的三大地震构造区,即西部区、华北区、东南区。区内应力是连续的。由于不同区内应力方向有显著不同,这种应力的连续性就必然导致了在其结合部出现应力的不连续,这就是大致沿N40°E的南北地震带。所以南北地震带的出现可能是中国及邻近地区诸板块相互作用的结果。     

中国大陆及其周边地区应力场特征

本文收集了1976—2018年发生在中国大陆及其周边地区(15°~55°N, 65°~125°E)的4303个地震震源机制解, 分析了该区震源机制解和P、 T轴空间分布特征, 并使用这些震源机制解, 反演得到了中国大陆及周边地区二维构造应力场分布。 应力场反演结果表明, 云南大部、 青藏高原大部以及华北华南大部以走滑型应力性质为主, 印度洋板块与欧亚板块的强烈碰撞控制着中国西部地区, 大量的逆断型地震集中分布在青藏高原周缘和西域活动地块的天山地区。 青藏高原内部也存在正断型地震, 且应力场方向在26°N发生了很大的变化。 位于青藏高原东构造线以南的滇缅活动块体, 最大主压应力σ₁方向在大致100°E发生突变, 由以西的NNE方向偏转到NNW方向。 中国东部的东北块体到华北块体再到华南块体, 最大主压应力方向有一个从NE向逐渐转变成EW向再变化到NW向的旋转趋势。 应力场总体结果表明, 中国东部应力场主要受到太平洋板块和菲律宾板块对欧亚大陆俯冲的作用, 中国西部主要受印度板块向北碰撞欧亚大陆的影响, 块体内部相互作用、 块体与断裂带相互作用也对应力场变化产生影响。     

鄂尔多斯周邻地区地壳应力场——一个简化的力学模型

本文提出了鄂尔多斯周邻地壳应力场的一个简化力学模型。在这个模型中,欧亚板块被简化为一个无限大Hooke薄板,稳定而且完整性好的鄂尔多斯地块则被模拟为一个嵌入在该板内的刚性椭圆核。由于印度洋板块碰撞和太平洋板块的俯冲,使该板承受着一种沿太平洋板块向西俯冲方向的单向压缩。利用该问题的Mycxeлишвили解,分析和计算了鄂尔多斯地块周邻地区地壳应力场,对该地块周邻地壳应力场特征提出了一种可能的解释。认为华北地壳应力场与鄂尔多斯地块周邻应力场可能是同一种力源作用下形成的,鄂尔多斯地块周围存在小区域应力场的原因可能反映了介质明显的非均一性。      

2003年2月24日新疆巴楚--伽师地区6.8级地震

叙述了2003年2月24日新疆巴楚-伽师6.8级地震的基本情况(地震基本参数、余震目录、震源机制解、震害等),认为,新疆巴楚-伽师南北两侧同时受印度板块和西欧板块的挤压及处于塔里木盆地与柯坪块体的交汇部位是该区多发强震的地质原因,该区的房屋建筑结构不合理是造成震害严重的原因.     

2008年新疆乌恰6.8级地震序列震源特征及帕米尔东北缘应力场研究

本文使用新疆区域数字地震台站记录的宽频带长周期数字波形资料,在时间域反演了2008年10月5日新疆乌恰6.8级地震的强余震及其周围先后发生的52次中等强度地震的矩张量解,结合Harvard大学在该区域的地震矩张量结果,研究了帕米尔东北缘的应力场分区特征.研究结果显示,位于印度板块向欧亚板块推挤的前缘及向北凸出的弧型构造的最北缘的卡兹克阿尔特弧形活动褶皱-逆断裂带,以逆冲推覆活动为主,并有部分走滑类型的地震,基本不存在正断层类型的地震;该弧型构造近东西走向的顶部(文中的西区)与其北西走向的东侧(文中的东区)的局部应力场最大主压应力方向不同,分别为NW、NNE方向,显示出在承受印度板块向欧亚板块俯冲作用的同时,东区也更多的受到了塔里木块体顺时针旋转作用的影响.位于帕米尔陆内俯冲和变形作用强烈、碰撞造成深源地震带东段的南区,地震以走滑错动为主, 逆断、正断层都有,显示出相对复杂的应力状态.位于帕米尔高原内部的西区和南区的应力场最大主压应力方向一致,由北向南,由最大主压应力轴接近水平,过渡为最大主张应力轴接近水平,一定程度揭示了板块俯冲的状态.结合南区和西区的地震深度差异及机制解中断层面的倾角,推测在中帕米尔的东部,由北向南的板块俯冲至150~170km深度,俯冲角度为60°左右.     

中国及邻区现代构造应力场的数值模拟

我国及邻区的现代构造应力场作为一平面应力问题用有限单元法进行了计算。将本区地壳看成是一不均匀的弹性板,根据各地区杨氏模量E、泊松比v和地壳厚度T的不同,组成12种材料区。全区被分成288个三角形单元。考虑了五种应力和位移边界条件,这些边界条件分别反映了印度洋板块、太平洋板块及菲律宾海板块对我国及邻区施加应力的相对大小。将计算得到的最大剪应力值与强震分布进行对比,将最大主压应力方向与震源机制解的最大主压应力方向进行对比,选择一种和实际符合得最好的边界条件作为可取的模式。结果表明:来自印度洋板块的作用力最大,大约是来自太平洋板块和菲律宾海板块作用力的两倍。