京津冀地区地壳应力场特征

基于标量断层类型值,对京津冀地区及邻区2 187个中小地震震源机制解进行分类,统计结果显示研究区震源机制类型以走滑断层和正断层为主,P轴优势方位为NEE—EW和SWW—EW向;采用MSATSI软件包反演该区1°×1°网格的精细地壳应力场,结果表明:最大主压应力轴最优解的优势方向为NEE—EW向,与P轴优势方位一致;所有网格的相对应力大小R值均小于0.5,表明京津冀地区应力状态偏拉张性质,而且最小主压应力轴的不确定度变化范围相对稳定,表明现今京津冀地区地壳应力场处于一个相对统一的NNW—SSE向的拉张作用控制下。39°N以北地区最大主压应力轴方位最优解显示一定角度的偏转,同时最大、中等、最小主压应力轴最优解推断的应力状态由西向东存在一个正断层—走滑断层—正断层的转换过程;而39°N以南地区的现今构造应力场保持稳定,最优主压应力轴呈NEE—SWW向,大部分网格应力状态显示走滑型。构造应力场的反演结果与活动构造、GPS主应变方向和剪切波分裂的快波偏振方向等相关研究结果基本一致。     

福建永安—晋江断裂带东南段地震动力环境分析

通过对永安—晋江断裂带东南段所在地区的震源机制解和构造应力场、大地形变观测、地壳三维P波速度结构等资料进行分析,得到:(1)地震动力主要来自于福建东南海中,地震动力作用与菲律滨海板块对台湾岛弧作用密切相关;(2)构造应力场主压应力轴方向大致与北西向的永安—晋江断裂带展布方向一致,地震动力波前峰大致位于泉州湾地区,动力作用方向自泉州湾向西北呈扇形散开;(3)永安—晋江断裂带东南段主要以拉张走滑运动为主,因此断裂带容易发生正断、走滑型地震.     

鄂尔多斯块体东北缘地区震源机制和应力场特征研究

选取鄂尔多斯块体东北缘地区(38.5°—42.0°N,109.5°—116.0°E)2008年1月—2018年4月144个M_L≥2.5地震事件,利用振幅比和P波初动联合求解震源机制解的方法(FOCMEC方法),得到鄂尔多斯块体东北缘地区(晋冀蒙交界区域)地震震源机制解。利用阻尼区域应力反演方法(MSATSI软件)将研究区域分为1°×1°的地壳应力场,得到了应力场图像。结果显示,鄂尔多斯块体东北缘地区(晋冀蒙交界区域)震源机制解主要类型是正断型和走滑型,应力状态以拉张为主,局部区域存在剪切作用,最大水平主应力方位主要为NE向。     

应用综合震源机制解法推断鄂尔多斯块体周缘现今地壳应力场的初步结果

利用2007年8月1日至2013年7月21日发生在鄂尔多斯块体周缘的8499个地震的49844个P波初动符号资料,应用综合震源机制解法获得了鄂尔多斯块体周缘0.25°×0.25°的精细地壳应力场,所得应力场结果基本上覆盖了整个鄂尔多斯周缘地区.研究结果表明鄂尔多斯周缘地壳应力场具有以下特征:(1)在环绕鄂尔多斯周缘的银川—吉兰泰断陷带、河套断陷带、岱海断陷带、山西断陷带和渭河断陷带内,综合震源机制解结果以正断层型为主,且综合震源机制解节面走向大体与控制断陷带边界的主要断裂走向相一致,与鄂尔多斯周缘断陷带现今的拉张状态相一致.(2)在鄂尔多斯西南缘,综合震源机制解类型主要为逆冲、逆冲走滑和走滑型,反映了鄂尔多斯块体在西南缘受到青藏高原北东向挤压作用.鄂尔多斯西南缘的应力场的主压应力方向在远处为东向,源自于青藏高原向东北挤压作用,靠近鄂尔多斯块体表现为北东—南西向.(3)P轴方位在局部地区变化较大,但总体呈现规律性变化.P轴方位在鄂尔多斯块体西缘,从南向北,主压应力轴方位更加偏北;在其北缘,由西向东,主压应力轴方位更加偏东.在其南缘和东缘,主压应力轴方位变化不大,大体上平行于控制各断陷带主要断裂走向.P轴倾角在西南缘为近水平,在其周缘各盆地内P轴倾角近直立.(4)T轴方位总体表现为北西—南东向;在鄂尔多斯周缘各断陷带内,T轴走向大体与控制断陷带主要断裂走向以及断陷盆地走向相垂直.(5)鄂尔多斯块体在其西南角受到来自青藏高原的北东向挤压和其东北角深部物质上涌形成的北西—南东向拉张力联合作用,上述作用使得鄂尔多斯块体周缘地区除西南区为挤压区外,其余区域均为剪切拉张区,与先前研究认为鄂尔多斯周缘地区处于引张应力场作用相符合,较好地解释了环鄂尔多斯周缘的断陷盆地构造,亦符合鄂尔多斯块体东西两侧的右旋剪切拉张带以及南北两侧的左旋剪切拉张带的认识.     

四川地区地震震源机制解及震源深度特征——以中等强度地震为例

以四川地区2008—2015年期间发生的ML4.0～6.0地震为例,利用四川区域台网宽频带波形资料,采用CAP(Cut and paste)方法计算其震源机制解和最佳震源深度,在此基础上分析地震震源机制解和震源深度空间分布特征。结果表明:(1)四川地区地震震源机制解类型存在显著空间分区特征。逆冲型地震集中分布在龙门山断裂带和川东盆地,揭示青藏高原的巴颜喀拉地块与华南地块的相互作用方式——强挤压。走滑型地震绝大多数分布在川西高原和攀西地区,这是由于印度板块向北东推挤和青藏高原物质向东扩张所导致的上地壳物质沿大型断层滑移。正断型地震主要分布在金沙江断裂带北段和汶川大震主震区,金沙江断裂带北段的拉张应力状态应是由青藏高原东部下地壳物质流动对上地壳物质有拖曳作用,与多力源组合共同作用决定的;而汶川主震区的正断型地震应是主震后震源区不同来源动力作用的复杂应力调整现象。其他类型地震都分布在龙门山断裂带,属于汶川或芦山地震的余震活动,其成因为大震后震源区不同来源应力作用使主应力方向倾斜偏离了水平面和垂直面而引起的应力变形。(2)震源机制解参数中的P、T、N轴反映了地震前后震源区应力状态的变化,是震源区构造应力的一种体现。四川地区构造地震的P、T轴方位空间展布存在地区差异:川西高原地区以约31°纬线为界,北部区域P轴方位呈NEE向,南部区域呈SEE向(平均约E19°S);龙门山断裂带南段P轴方位呈SEE向(平均约E25°S),中、北段P轴方向离散,无优势方位;攀西地区P轴方位呈SE向(平均约E51°S);T轴方位在川西高原呈近SN向拉张,在攀西地区又转为NE向,呈顺时针旋转趋势。(3)四川地区地震震源深度空间分布差异显著。从整体来看,四川地区地壳优势孕震层深度范围为5～15km,深度更深的地震分布在地壳厚度存在异常的大型断裂带(龙门山、小金河断裂带)或盆地至高原的过渡地带(乐山、犍为等地)。龙门山断裂带地震震源深度空间分布呈现出西南深、东北浅的特征,西南段地震震源最深达26km,中、北段地震震源最深达19km;且断裂带上走滑型地震相对于逆冲型和正断型地震存在震源深度偏浅的现象。川东盆地地震震源深度空间分布展显出西南深、东南浅的特征,盆地东南部地震震源深度分布范围为2～5km。揭示出四川地区地震震源是沿活动的脆性上地壳分布。     

小江断裂中段及邻区构造应力场分布特征

本文利用小江断裂及邻区1998年1月～2007年9月发生的613个ML≥2.5地震的垂直向直达SV波和P波地动位移振幅比计算得出了这些地震的震源机制解;并根据区域构造对小江断裂中段及邻区现代构造应力场进行了分区。以小江断裂为界,将小江断裂中段及其邻区分为A、B(包含小江断裂带)两个区,为了研究断裂带上的应力特征,又将小江断裂带区域划分出来进行独立分析;同时采用网格1°×1°,以及0.5°空间滑动分区的办法进行研究。分析了该区震源机制解特征,并在此基础上利用应力张量反演方法,对研究区域的应力场进行反演。结果表明:①小江断裂中段及邻区的断层错动方式主要以走滑为主,A区、B区和断裂带区域走滑断层分别占81.28%、69.63%、72.97%。②A区的最大主应力σ1方位大致为NNW向,B区和断裂带区的最大主应力σ1方位大致为NWW向;从应力结构来看,应力以水平作用为主,走滑特征明显。③在整个滇中块体,应力场的主体方位由NNW向变为NWW向。但在元谋断裂以东,普渡河断裂以西的区域,主压应力方位表现出明显的南北向滑移,而在小江断裂区域主压应力则主要为NW向。从小江断裂继续往东的滇东块体上,应力场主压应力方位为NW-NNW向。     

基于震源机制资料分析河套地震带的应力场变化特征

从地质构造运动和1970年以来MS≥4.0地震的震源机制资料分析认为,垂直差异性和水平剪切运动共同控制河套地震带的应力场,使其表现出左旋剪切并具有较多的正走滑型断层机制解。根据平均力轴张量计算和自助线性反演结果,河套地震带的最大主压应力方位为47°~52°,作用方向NE-SW;最小主压应力方位313°~322°,作用方向NW-SE。平均力轴张量计算结果显示,所辖次级块体的应力场特征并不完全一致,临河盆地的应力场与河套地震带相协调,呼包盆地的应力场表现出区域性差异,压应力方向在包头地区出现顺时针偏转,作用方向NEE;这种非均匀性的应力场分布特征可通过历史中强地震和近期中小地震的应力轴水平投影分布图像得到证实。2003年以来,河套地震带的震源机制一致性参数的时序曲线趋势下降,这种有序变化更多地是由临河至乌海地区的震源机制一致性引起的,表明该构造部位有可能成为未来应力高度积累和加速释放的优先场所。     

呼和浩特—包头盆地震源应力场状态分析

为了分析呼和浩特—包头盆地现今应力场状态,基于内蒙古地震台网记录的地震波形资料,运用振幅比方法获取2000—2016年该盆地及周边M_L≥2.7地震的震源机制解,计算其一致性参数,并反演区域应力场。结果表明,震源机制解特征主要表现为走滑特征,一致性参数空间分布处于低值状态,力轴方位基本与该区的应力场背景特征相符,即主压应力方位为北东、张应力方位为北西。     

基于震源机制解数据反演构造应力张量的网格搜索法及其在中国、越南和老挝边界地区的应用

应力场在地球动力学研究方面起着至关重要的作用。本研究给出了由震源机制解数据反演应力张量及其置信范围的网格搜索法。我们使用人工合成震源机制解数据对该算法进行了测试,人工合成的震源机制解数据由拉张型、挤压型和走滑型3种类型应力场生成,并对生成的震源机制解数据添加不同水平的噪声。测试结果表明,相对于传统方法,本研究给出的方法反演出的应力场精度得到显著提高。本文算法主要有以下3个优点:(1)由精细的网格搜索获得应力张量的全局最优解,搜索网格为1°×1°×1°×0.01,避免了搜索结果落入局部最小值;(2)在反演应力张量的过程中,本方法可以考虑震源机制解数据精度的不同,并赋予不同的权重;(3)由F检验给出应力张量结果的置信范围。我们将该方法应用于中国、越南和老挝的边界地区,获得该地区应力场的主压应力方向为SSE—NNW,主张应力方向为NEE—SWW。应力比R为0.6,这意味着应力张量的特征值接近等差数列。该地区应力场与奠边—琅勃拉邦弧形断裂的左旋走滑性质一致,所得结果对该地区的地质动力学过程研究有一定的帮助。     

东大别地区现代构造应力场空间分布特征研究

搜集了东大别地区震源机制解资料,利用应力张量平均法、FMSI法计算得出该地区的现代构造应力场空间分布特征并加以分析。结果表明:多数地区最大主压应力轴方位为近EW或NEE向,最小主压应力轴方位为近NS或NNW向,应力轴的倾角较小;应力张量平均法计算结果显示西边界的最大主压应力轴方位为91°,东边界的最大主压应力轴方位为267°;FMSI方法计算结果显示,西边界的最大主压应力轴方位为87°,东边界的最大主压应力轴方位为260°。     

山西地区应力场变化与地震的关系

收集了1970～2006年37年的小震初动符号建立了震源机制解数据库,研究了山西断陷带小震综合机制解时空演化特征.结果表明:山西断陷带小震综合机制解以走滑正断层为主,断陷带两端以拉张作用为主,中部地区以剪切作用为主,忻定盆地、太原盆地的区域应力场与华北区域应力场差异较大.利用沿山西断裂带布设的GPS监测网1996～2007年12期复测资料,分析了山西断裂带水平运动与地震活动的关系.结果表明:山西断裂带现主要受NWW-SEE向压应力场、NNE-SSW向张应力场的控制.1998～1999年有一次较为明显的应力扰动,空间上表现为北强南弱,接着发生了1999年11月1日大同-阳高5.6级地震.     

京、津、唐、张地区地震应力场的方向特征

根据1960年至1977年京、津、唐、张地区地震 P 波初动方向资料求出平均节面解, 给出判别结果可信度的曲线.推断本区构造应力场最大主压应力轴方向为北东65°—75°, 最小主压应力轴方向为北西15°—25°, 中等主应力轴基本直立, 应力场方向显现出均匀性和稳定性.估计地壳岩石的断层角不小于27°.推断引起本区地震的原因是受水平附加张力的作用.未发现唐山大震前平均节面解的显著改变.      

茅山断裂带及邻区地震震源机制解计算及应力场反演

利用2001年1月~2014年4月江苏及邻区数字地震波形资料,采用P波、S波初动和振幅比联合求解方法计算了茅山断裂带及邻区149次中小地震震源机制解。震源机制解特征分析表明,研究区中小地震震源类型以走滑型为主,兼有一定比例的正断层类型,而逆冲型相对较少,P、T轴优势方向分别为NEE-SWW、NNW-SSE向。利用149次地震的震源机制解,采用自助线性应力反演(LSIB)方法反演了研究区应力张量。结果显示,最大主应力S_1方位角为254.2°,俯角为2.6°,最小主应力S_3方位角为163.9°,俯角为9.5°。为了进一步印证所得应力张量的可靠性,又利用1970年以来M_L≥3.5地震震源机制解再次反演,所得结果中最大主应力S_1方位角为252.4°,俯角为8.4°,最小主应力S3方位角为160.4°,俯角为12°。2份不同的震源机制解资料反演所得应力张量十分接近。应力张量结果表明,茅山断裂带及邻区处于以NEE-SWW向水平压应力和NNW-SSE向水平张应力为主的现代构造应力场中。     

关中盆地地壳应力场特征分析

通过收集整理关中盆地1972-2018年中小地震的震源机制解,分析其震源破裂类型与空间分布特征,反演得到关中盆地地壳应力场特征为:最大主压应力轴方位261.8°,倾角48.8°;中等主压应力轴方位74.3°,倾角40.9°;最小主压应力轴方位167.4°,倾角3.7°。同时结合活动构造,探讨关中盆地构造变形和强震发生的动力学机制。     

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。     

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.     

郯庐断裂带南段及其周边地区应力场分区与反演

基于震源机制解和地应力测量资料,研究分析郯庐断裂带南段及其周边地区的应力场分布特征,并结合大地构造特征将该区域应力场分为3个子区域:郯庐断裂带西侧应力区、苏北断陷应力区和苏南隆起应力区。分区反演构造应力场结果显示:(1)郯庐断裂带以西区域和苏北断陷区水平方向受到NEE向的挤压作用,苏南隆起区水平方向受到近EW向的挤压作用;(2)郯庐断裂带以西区域水平方向受到的挤压作用方向介于苏北断陷区NEE向与苏南隆起区近EW向之间;(3)郯庐断裂带以东区域构造应力场为正断兼走滑机制,以西区域为走滑机制;(4)整个研究区域水平方向挤压应力自西向东呈放射状分布。     

西宁盆地周围区域中小地震震源机制解的计算及其构造意义

采用震中距范围约200 km内的P波初动资料,确定了西宁盆地及邻近区域2008~2011年发生的62个M_L2.3~5级的中小地震的震源机制,并统计了与震源机制解对应的主应力轴的方向性等参数.结果显示,地震性质主要显示为逆断层和走滑断层,小震的震源机制解虽然具有一定的随机性.北部区域应力场计算结果表明P轴方位角可确定范围为47°~52°,仰角为4°~5.5°,T轴方位角可确定范围为142°~148°,仰角为43°~45°;南部区域应力场计算结果表明P轴方位角可确定范围为155°~255°,仰角为1°左右,T轴方位角可确定范围为0°,仰角为89°~90°.综合数据结果显示,北部区域地震的性质以逆走滑为主,南部区域较为复杂,但显示出地震性质仍以逆断层性质为主.从区域应力场统计特征来看,看似无规律的小震震源机制卖质上主要受北东—西南向压缩应力及北西西—东南东方向上的拉张应力所控制.分析表明,在区域应力场的构造背景下,地震(尤其是小地震)的震源机制解可能存在多样性,但大量样本反映的主应力轴仍然与该区域内的构造背景一致.这一现象可为相关工作,如小区域震源机制解和余震震源机制解的统计等方面研究,提供必要的借鉴和参考.     

应用综合震源机制解法对辽宁及邻区现今构造应力场的初步分析

根据辽宁测震台网最近10年记录到的6 245次天然地震,28 698个P波初动极性数据,在考虑不同震中距数据权重的同时给出辽宁及相邻地区0.25°×0.25°的精细构造应力场,并结合构造背景对反演结果进行分析。总体来看,反演得到的主压应力轴方位以NE、NEE向为主,倾伏角较小;主张应力轴方位以NW、NNW向为主,局部有近NS向分布,倾伏角近乎水平。该结果与之前学者的研究比较相近。大多数网格点的主张应力轴倾伏角小于主压应力轴倾伏角,表明辽宁及邻区处在拉张的应力状态。经分析,这与太平洋板块对亚欧板块NWW向的俯冲并导致上地幔软流圈上隆有关。此外,所得结果亦很好的呈现出在构造分区交界处局部构造应力场的相对复杂及不均匀性;综合震源机制解节面走向与研究区内主要断裂走向一致。     

利用断层滑动资料反演郯庐断裂带山东段第四纪构造应力场

郯庐断裂带(即郯城-庐江断裂带)是纵贯中国东部大陆边缘的一条巨型断裂带,整体为北北东走向。它的形成和演化对中国东部中生代以来的地质演化有明显控制作用,同时又是一条现今地震活动较为活跃的地震带,因此对郯庐断裂带周边构造应力场的研究具有重要的意义。采用野外观测取得的10个测点共206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:郯庐断裂及其周边地区现代构造应力场以北东-东西向挤压、北西-近南北向拉张为特征,其最大主压应力(σ1)方向为64°一106°,平均倾角23%最小主压应力(σ3)方向为332°~14°,平均倾角14°;中间主应力(σ2)倾角较陡,近垂直,应力结构为走滑型。