盆地边界活动正断层多尺度构造地貌研究——以京西北蔚广盆地南缘断裂带为例

京西北盆岭构造区中发育有怀涿、蔚广、延矾、阳原、灵丘、怀安和涞源等一系列断陷盆地单元,这些断陷盆地的边缘大都受到了NE向活动断裂带的控制.该区内的蔚广盆地就是一个受南部边界正断层控制的、南深北浅的不对称的半地堑盆地.而蔚广盆地南缘断裂带即为控制该盆地南边界的正断层系,也就是本文的研究对象.     

延怀盆地活动断裂运动与现代构造应力场

延怀盆地包括延矾、怀涿两个相互连通的次级盆地.野外地震地质调查和断裂滑动观测表明:延矾盆地NE向活动断裂以右旋走滑为主,兼具正断层分量;怀涿盆地NE向活动断裂以正断为主,兼具右旋走滑分量;盆地内NW向断裂以左旋走滑为主,兼具正断层分量.采用野外观测取得的10个测点337条活断层擦痕数据,利用由断层滑动资料反演构造应力张量的方法,计算获得了研究区现代构造应力场的主要特征:延矾盆地现代构造应力场以NEE-近EW向挤压、NNW向-近SN向拉张为主要特征,应力结构均为走滑型.其最大主压应力(σ1)方向为N74°～88°E,平均倾角18 °;最小主压应力(σ3)方向为近SN,近水平;中间主应力(σ2)倾角较陡,近垂直.怀涿盆地以NNW向拉张为主要特征,应力结构为正断型为主.其最大主压应力(σ1)平均倾角68°,近垂直;中间主应力(σ2)倾角较缓,最大的不超过35°;最小主压应力(σ3)方向为NNW-近SN向,近水平.断层滑动反演的结果与北京及周边地区由震源机制解资料反演分析结果基本一致.     

乌鲁木齐地区活动断层滑动与现代构造应力场

通过对乌鲁木齐地区大量活动断层擦痕的测量，利用由断层滑动资料反演构造应力张量的计算方法，获得研究区5个测点的构造应力张量数据，并通过与由震源机制解资料求得的该地区平均应力场结果的对比，获得了研究区现代构造应力场特征：区域现代构造应力场以水平挤压为主，最大主压应力方向（σ1）为近南北向，应力结构以逆断型为主。     

北天山中东段活动断层滑动与现代构造应力场

利用北天山中段地区主要活动断裂关键构造部位测得的断层滑动数据,采用断层滑动资料反演构造应力张量的方法,确定了该区现代(最新构造变动时期)构造应力场的基本特征,结果是:应力方向表现为近南北向的挤压;应力结构以逆冲型为主,兼有走滑型。该结果与前人利用震源机制解资料反演得到的区域构造应力场的基本特征一致。两类不同应力资料反演得到的构造应力场特征具有较好的一致性,表明在一个较长的地质时期内研究区的构造应力作用比较稳定。     

中国西南地区现代构造应力场基本特征

通过区域范围大量活动断层擦痕的观测,利用由断层滑动方向反演构造应力张量的计算方法,获得西南区41个测区(点)上58个构造应力张量的方向结构特征,并综合震源机制解、原地应力测量,得出中国西南地区现代构造应力场基本特征:(1)中国西南地区现代构造应力场自第四纪早更新世末期或中更新世以来是持续稳定的;(2)构造应力作用以水平为主;(3)最大主应力轴方位由北到南呈规则转动的趋势.在北部松潘、龙门山地区为NEE-SWW 方向,到中部川西地区转为近 E-W 方向,再到云南地区转为 NNW-SSE 或近 N-S 方向;(4)区域构造应力场具有明显的分区特征;(5)地壳深部与浅部应力状态在主方向和应力结构类型上有较好的一致性.此外,构造应力张量分期研究的结果还初步表明,在第四纪早期,西南地区主要受到来自印度板块的侧压作用.受此侧压的影响,区域构造应力场主要表现为北东-近东西方向的挤压.      

昆明周边地区活动断层滑动与现代构造应力场

昆明盆地是一个受南北向活动断裂控制的新生代断陷盆地. 昆明盆地及其周边地区共有8条主要断裂带, 野外地震地质调查和断裂滑动观测表明, 南北向和北东向活动断裂以左旋走滑为主, 北西向活动断裂以右旋走滑为主. 采用野外观测取得的22个测点共706条活断层擦痕数据, 利用断层滑动资料反演构造应力张量的方法, 计算获得了研究区现代构造应力场主要特征: 昆明盆地及其周边地区现代构造应力场以北北西——南南东向挤压、 北东东——南西西向拉张为特征, 其最大主压应力（sigma;1）方向为333deg;——2deg;, 平均倾角21deg;; 最小主压应力（sigma;3）方向为44deg;——93deg;, 平均倾角14deg;; 中间主应力（sigma;2）倾角较陡, 近垂直. 应力结构均为走滑型. 断层滑动反演结果与震源机制解资料分析结果基本一致.      

滇西南地区现代构造应力场分析

利用断层滑动资料反演构造应力张量的方法，获得滇西南地区20个构造应力张量数据，并通过与由震源机制解资料求解该地区平均应力场结果的对比，获得了研究区现代构造应力场特征:镇源——营盘山断裂以西至龙陵断裂带以南地区，最大主压应力方向为北北东，应力结构以走滑型为主；龙陵断裂带及其以北的局部地区，最大主压应力方向为近南北或北北西，应力结构为走滑型．      

由多个地震震源机制解求川滇地区平均应力场方向

基于震源断层面解的空间取向和断层滑动方向，写出相应力轴张量在地理坐标系中的表达式，进而给出计算平均力轴张量及主值的方法，即通过求解相应的本征方程得到. 对使用多个震源机制解的T，B，P轴参数计算平均应力场的方法，以用滑动方向拟合法反演富蕴、唐山地区平均应力场数据进行验证，二者结果一致. 选择具有地震构造意义的地块或地震带内大量地震的震源机制解研究区域平均应力场. 根据川滇13个地震带（区）的256次中强地震的震源机制解，给出了各带（区）应力张量的定量分析结果. 该方法算法简便，使由大量地震震源机制解资料分析构造应力场的方法走向定量化.      

鄂尔多斯周缘地壳应力场研究

收集了鄂尔多斯周缘的297个震源机制解数据,应用震源机制解反演应力场的网格搜索法分区反演该地块周缘地区平均应力场。应力场反演结果显示:该地块周缘地区地壳应力场总体表现为NE-SW向的主压应力,NW-SE向的主张应力。北缘的河套活动断陷带处于ENE-WSW向的水平挤压和NNW-SSE向的水平拉张共同作用的应力状态。南缘的渭河断陷带处于近NS向的水平拉张应力状态。东缘的山西断陷盆地带处于NNW-SSE向的水平拉张应力状态。在地块西面,主压应力轴方向由南段的ENE向逐渐向中段逆时针转为近NE向,继而往北转为NNE向。应力场反演结果和鄂尔多斯地块NS两侧呈EW向展布的断陷带表现为左旋剪切拉张带以及EW两侧呈NNE向展布的断陷带则表现为右旋剪切拉张带的性质一致。本研究结果与前人的研究结果一致性较好,说明了结果的可靠性。     

汶川M_W7.9和集集M_W7.6地震前应力场转换现象及其可能的前兆意义

2008年四川汶川MW7.9地震和1999年台湾集集MW7.6地震均为挤压推覆构造环境条件下发生的板内逆断层型地震。本文对比分析了两次地震前的CMT解、震区附近的中小地震震源机制解及其反演的应力场可知,集集地震主震震源机制解与用台湾内陆中西部的CMT解反演得到逆断层类型构造应力场吻合,而震区附近中小地震具有随机发生的性质,反演得到了震前与构造应力场不一致的走向滑动类型的局部应力场,但当局部应力场变化到与构造应力场一致时,数月后发生主震;同样,用青藏高原东部的CMT解震源机制反演得到走向滑动类型的构造应力场,逆冲类型的汶川主震与构造应力场的压应力轴吻合,震区附近中小地震反演得到了与构造应力场一致的区域应力场,但震前局部应力场变化为逆冲类型应力场一致时,随即发生主震。说明逆断层型主震区附近随着震源区应力积累,在震前会出现相似的应力场转换现象,当最终转换到与发生主震的应力状态一致时,表明震源区附近应力已达到相当高的应力水平,是发生大地震的征兆,应引起进一步的关注。     

张家口地区近年中小地震震源机制解及应力场反演

利用垂直向Pg和Sg波最大振幅比方法,计算得到张家口地区2007—2015年发生的中小地震震源机制解;通过系统聚类分析,研究震源机制分布特征与断裂活动的关系,并采用网格搜索法对张家口地区的现今地壳应力场进行反演,得到了较为精确的张家口地区的构造应力场。结果表明:主压应力轴的走向范围:211°～223°,即NE—SW向;主张应力轴的走向范围:323°～332°,即NNW—SSE向,P轴、T轴都近于水平;两组节面的走向分别为N18°E向和近EW向(N83°E),破裂以水平走滑为主。     

汶川MS8.0级地震断层滑动机制研究

汶川M_S8.0级地震的发震构造为龙门山断裂带,地震地表破裂主要分布在其中的北川－映秀断裂和江油－灌县断裂上,尤其是沿前者发育了长达240 km左右的地表破裂带.通过对龙门山断裂带震后断层擦痕的测量,得到311条断层擦痕数据,利用由断层滑动资料反演构造应力张量的计算方法,得到研究区8个测点的构造应力张量数据,并获得了研究区构造应力场特征：区域现代构造应力场以近水平挤压为主,最大主应力方向（σ1）为76°～121°,平均倾角9°,应力结构以逆断型为主.受构造应力场及断层几何特征的影响,地表破裂呈现出分段性：映秀—北川段主要以NW盘逆冲为主,垂直位移明显;北川以北段为逆冲兼走滑,水平位移量与垂直位移量基本相当,或水平位移略大.     

蔚广盆地南缘断裂带唐山口段山前断层活动性研究

蔚广盆地是山西地堑系北端京西北盆岭构造区内的一个半地堑盆地,蔚广盆地南缘断裂带为控制该盆地形成的边界断裂。该断裂带位于唐山口段的山前断裂在冲洪积扇体上形成了线性特征显著的断层陡坎。横跨断层陡坎开挖的探槽表明该条山前断裂属于全新世活动断裂,探槽揭示了2条活动断层以及相应的3次古地震事件。在距今约9ka时其中一条断层首次活动,之后在距今约7.3ka时该条断层再次活动并引发了另一条断层的形成与同步活动。最后它们又发生了第三次活动,而最新一次活动的时间由于相应地表沉积的缺失而无法获得。这3次古地震事件的累积垂直位错约为8.1m。估算出整条山前断裂的平均复发周期约为1.7ka、平均滑动速率约为1.6mm/a。此外还依据经验公式估算出了各次古地震的参考震级。     

汶川余震震源机制变化的原因

2008年5月12日,汶川M8.0主震是一个主压应力轴NW-SE的逆倾滑型的地震,而之后的余震震源机制解有的与主震震源机制解一致,有的发生了明显变化,由南至北逐步变成走滑型地震.主震和同主震震源机制解一致的部分余震,在构造应力场直接作用下,龙门山推复体向四川地块逆冲,致使在逆断层的上下盘之间的断层面上产生粘滑而发生逆倾...     

The Research of the Activity of the Piedmont Fault on the Tangshankou Segment of the Yuguang Basin Southern Marginal Fault

The Yuguang basin is a half-graben basin in the basin-range tectonic zone in northwest Beijing, located at the northern end of the Shanxi graben system, and the Yuguang basin southern marginal fault (YBSMF) controls the formation of this basin. A linear fault escarpment has formed in the proluvial fan on the piedmont fault zone of the Tangshankou segment of YBSMF. A trench across this escarpment reveals three paleo-earthquake events on two active faults. One fault ruptured at about 9ka for the first time, and then faulted again at about 7.3ka, causing the formation and synchronous activity of another fault. Finally, they faulted for the third time, but we cannot determine the faulting time due to the lack of relevant surface deposition. The accumulative vertical displacement of these three events is about 8.1m. We estimate that the average recurrence period of the piedmont fault is about 1.7ka, and the average slip rate of the piedmont fault is about 1.6mm/a. We also estimate the reference magnitude of each event according to the empirical formula.     

基于GPS应变、地震应变率与震源应力场对帕米尔高原现今构造变形特征的分析

研究帕米尔高原的构造变形特征对于理解印度板块向北推挤过程中的应变分配方式以及应力转换模式具有重要的意义.本文利用区域GPS应变场、地震应变场与震源应力场分析帕米尔高原的构造形变特征.主要结论为:(1)该区域变形主要以NNW-SSE或近N-S向的挤压为主,在高原内部伴有明显的近ENE-WSW或E-W向拉张,应力方向在帕米尔高原与塔吉克盆地区域呈现逆时针旋转的趋势,而在塔里木盆地则显示几乎与帕米尔高原的一致的应力状态,这可能与两侧盆地块体的强度差异有关.(2)安德森断层参数A∅显示帕米尔高原北缘与西侧区域为逆断层应力状态,在高原内部为正断层应力状态,这与GPS应变的结果显示的应变主要集中在主帕米尔断裂与阿莱谷地附近而在高原内部应变较低是一致的,另外应力在喀喇昆仑断裂北段的方向基本平行于断层走向,以及断层北端较低的滑动速率,这说明了地壳挤压缩短可能是帕米尔高原主要的的构造变形特征,并不支持由于边界走滑断裂导致的应变分异或者块体挤出的模式.(3)综合考虑地震应变方向与SHmax从帕米尔北部NNW-SSE方向到天山北部的近N-S方向的转换,GPS应变方向在帕米尔高原两侧盆地都存在不同程度的旋转,应力场安德森参数A∅显示的应力状态以及SKS的结果显示的近ENE-WSW方向,我们认为印度板块向北推挤与天山造山带碰撞导致帕米尔高原不对称的径向逆冲是帕米尔高原现今构造变形的主要成因与构造模式.     

The Quaternary Tectonic Stress Field of the Kunming Basin and Its Surrounding Areas

The Kunming basin is a Cenozoic faulted basin controlled by N-S trending active faults. there are totally 8 main active faults in and around the Kunming basin area. Inversion of fault slip data suggests that the stress field of the Kunming basin has experienced two major stages. In the first stage (from the late-Pliocene to mid-Pleistocene), the regional tectonic stress field was characterized by near E-W compression and near N-S extension. In the second stage (from the late-Pleistocene to the present), the tectonic stress field has been mainly characterized by NNW-SSE compression and NEE-SWW extension. Under such a stress field, the near N-S trending faults in the region mainly show a lateral slip.     

汶川Mw7.9和集集Mw7.6地震前应力场转换现象及其可能的前兆意义

2008年四川汶川Mw7.9地震和1999年台湾集集Mw7.6地震均为挤压推覆构造环境下发生的板内逆断层型地震.通过对比分析2次地震前的CMT解、震源区附近的中小地震震源机制解及其反演的应力场可知,集集地震主震震源机制解与用台湾内陆中西部的CMT解反演得到的逆断层类型构造应力场吻合,而在主震前震源区附近中小地震震源机制...     

Pull-apart Basins and the Total Lateral Displacement Along the Haiyuan Fault Zone in Cenozoic

ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＩｔｉｓｄｅｂａｔｅｄａｂｏｕｔｔｈｅｔｏｔａｌｌａｔｅｒａｌｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔａｌｏｎｇｔｈｅｍａｉｎｂｏｕｎｄａｒｙｆａｕｌｔｓｏｆｉｎｔｒａｐｌａｔｅｂｌｏｃｋｓｉｎｅａｓｔｅｒｎＡｓｉａｃｏｎｔｉｎｅｎｔｉｎＣｅｎｏｚｏｉｃｅｒａ .Ｉｎｔｈｅ 1 970ｓｏｆ2 0ｔｈｃｅｎｔｕｒｙ ,ｓｏｍｅｓｃｉｅｎｔｉｓｔｓｈａｄｅｓ ｔｉｍａｔｅｄｌａｔｅｒａｌｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｂａｓｅｄｏｎｇｅｏｍｏｒｐｈｉｃｄａｔａ .Ｔｈｅｙｐｒｏｐｏｓｅｄｔｈａｔｔｈｅｔｏｔａｌｄ…