天山地震带应力状态分析

以天山地震带520次地震震源机制解数据为基础,应用MSATSI软件包中阻尼最小二乘反演该地区构造应力场的空间分布状态。结果表明,天山地震带主要受到近NS向挤压应力作用,其最大主压应力轴方向从东到西呈NNE―N―NNW向的渐变过程,北天山地震带主应力方向大范围为NS向,乌鲁木齐周边及以东地区为NNE向;南天山地震带西段最大主应力方向为NNW向,东段为NNE向,但西段中的喀什―乌恰地区周围主压应力方向为NNE向。此外研究区普遍的较大R值表明区域含有一定张性成分,并产生张力作用,但相对NS向挤压来说较小,结果较好地反映了天山地震带构造应力场的空间分布特征。     

西昆仑东段震源机制和构造应力场特征

本文利用新疆测震台网记录的宽频带波形数据，采用CAP方法反演西昆仑东段2010年1月—2018年12月M_S≥3.0地震震源机制，并结合研究区早期的震源机制数据分区反演构造应力场。结果表明:研究区地震破裂类型以逆断型和走滑型为主，其次为正断型，过渡型最少；震源机制节面在NWW向存在明显优势分布且倾角较陡，压应力P轴在NNE向有优势分布且倾角较小，张应力T轴在NW-SE向有优势分布且倾角较小，说明研究区总体上主要以NNE向的水平挤压和NW-SE向水平拉张作用为主；西南区域应力结构为走滑型，东北区域应力结构为逆断型，最大主应力轴σ₁方位的最优解都呈NNE向，但西南区域更偏东，东北区域水平作用更明显。东北区域的应力形因子R值较小，体现该区域的物质隆升相对于西南区域物质隆升分量大。     

2018年9月4日伽师5.5级地震序列震源机制解及震源处应力场特征

本文采用新疆测震台网数字波形记录，利用CAP和P、S波初动和振幅比方法计算2018年9月4日伽师5.5级地震序列中M_S≥2.5地震的震源机制解，结合地震烈度等震线和双差重定位后的地震序列空间展布等特征分析了此次地震的发震构造，反演了震源处应力场。结果表明，伽师5.5级地震呈NE向的节面I为发震断层面，属于左旋走滑断层，震源深度为9km，发震构造可能为浅部超基底断裂；地震序列中有21次为走滑型，4次为正断型，说明绝大多数序列的破裂方式与主震相近，表明余震应力场主要受主震震源应力场控制；P轴方位在NNE向有明显的优势分布且倾伏角较小，T轴方位在NWW向有明显的优势分布且倾伏角较小，说明震源处主要以NNE向水平挤压和NWW向水平拉张作用为主；此次伽师5.5级地震序列表现的浅部应力场与已有研究得出的震源区深部应力场基本一致，应力形因子R的最优解为0.17，说明震源处近NE向中间主应力σ₂有一定挤压成分。     

北天山地区中强地震震源机制解分析

利用北天山地区历史上24次中强地震震源机制解,进行系统聚类及应力场反演分析.结果表明,北天山地区中强地震震源断错性质主要以倾滑逆断层为主.多数地震的主破裂面为NW向.与其附近地震构造走向基本一致.主压应力P轴方位近NS向,倾角较小;主张应力T轴倾角较大,显示出区域应力场主要受近NS向水平挤压作用.最大主应力方向从东到西呈现出NNE-Ns-NW的渐变过程.     

北天山中东段中小地震震源机制解及应力场反演

主要对北天山中东段中小地震震源机制解系统聚类和应力场反演。 结果表明, 研究区内中小地震震源断错性质主要以逆断层为主, 地震主破裂面基本沿NWW向或近EW向, 与该区域的NWW向构造带基本一致; 研究区内主压应力P轴近NS向, 倾角较小, 主张应力T轴倾角较大, 表明区域应力场主要受NS向水平挤压作用; 分区应力场反演结果显示, 研究区中、 西部最大主应力方向为近NS向, 与北天山西段构造应力场方向相一致。     

2020年1月19日新疆伽师MS6.4地震震源及邻区震后构造应力场特征

收集2020年1月19日新疆伽师M_S6.4地震周围及柯坪逆冲推覆构造附近震源机制解资料,应用MSATSI软件包中阻尼最小二乘法反演该地震震中周围的构造应力场。结果表明,研究区主压应力轴方向呈近NS向且整体一致性较好,西段最大主应力方向为NNW向,东段为NNE向,但西段中的喀什、巴楚等靠近塔里木块体边缘地区主压应力方向为NNE向。柯坪逆冲推覆构造带所在区域的主压应力方向呈NNW向,主张应力方向呈NNE向,与此次地震的震源机制解P、T轴方向相同,表明该地震的发生受区域构造应力场影响。研究区整体张轴的非均匀性明显,方位分布范围较大,但地震震中周围主压应力轴倾伏角一致性特征明显,反映了该区域以逆冲为主的应力特征。     

川南威远地区中小地震震源机制解及应力场特征

基于四川省威远地区密集流动台站从2019年12月1日至2020年6月30日期间收集到的42个M_L3.0—4.5中小地震事件，采用Hypo2000定位法进行精定位，并利用HASH(Hardebeck&Shearer)法反演得到其中31次地震的震源机制解，之后利用阻尼区域应力反演方法计算了研究区的应力场参数。结果表明：中小地震主要分布在威远背斜南翼SSE向墨林场断层的两侧，震源深度集中在10 km以内，均为浅源地震；震源机制解类型以逆冲型为主，断层错动类型较为复杂，根据震源机制解结果，推测墨林场断层两侧存在一系列盲冲断层及正断型断层，同时研究区浅层地层中还可能存在其它小的隐伏断层或破裂；区域应力场为逆冲兼走滑型，其最大主应力轴σ₁方位为103°，倾角为1°，最小主应力轴σ₃方位为192°，倾角为51°，与震源机制解主要类型具有较好的一致性。     

2017年精河MS6.6地震邻区构造应力场特征与发震断层性质的厘定

2017年8月9日新疆精河发生M_S6.6地震,深入了解该地震的构造应力背景及其所破裂断层的活动特性对理解其孕震过程及震后的地震危险性估计十分重要.本研究自GCMT目录收集了2017年8月9日新疆精河M_S6.6地震震中及其邻区的253个震源机制解,应用MSATSI软件反演了该地震及其邻区的应力场.反演结果显示,西北区域应力场的最大主压应力轴的方位从西到东呈现出NNW-NS-NNE的渐变过程,东南区域应力场最大主压应力轴的方位稳定于NNE向,倾角都较小;最大主张应力轴都基本沿东西向,倾角相对较大;西北区域较大的R值显示出区域应力场主要受近NS向水平挤压作用,中部挤压分量相对较大,西部和东部挤压分量相对较小.根据所反演的区域构造应力场,结合发震的库松木契克山前断裂的地质调查参数,估算该断裂的理论滑动角为137.7°,误差为21.3°,验证了地质上得到的库松木契克山前断裂的逆冲兼右旋走滑性质.判断该断裂滑动性质的另一种方法是通过发生在该断裂上地震的震源机制验证.本研究首先计算了发生在库松木契克山前断裂不同机构给出的震源机制节面在所反演的局部应力场作用下的理论滑动角,发现理论滑动角与实际地震震源机制滑动角相差很小,验证了反演的局部应力场的正确性;而后计算了局部应力场作用下的库松木契克山前断裂上的理论震源机制与实际发生地震震源机制的三维空间旋转角,发现两者在给定的误差范围内是一致的.本研究自地球物理角度确证了库松木契克山前断裂的滑动性质,为该地区的地震孕育环境、地震活动性和地球动力学研究提供了基础.     

广东及邻区的应力场反演

利用137个震源机制解的资料,反演了广东及邻区的应力场,获得了12个地区的构造应力张量数据. 结果表明,福建西南部、江西南部、广东河源、珠江三角洲地区最大主应力sigma;1的方位大致为WNW;广东阳江地区最大主应力sigma;1的方位为NW,广西东部两区和北部湾地区最大主应力sigma;1的方位为近NNW. 从东到西,最大主应力sigma;1方位大体上呈WNW-NW-NNW变化;最小主应力sigma;3的方位大体上呈NNE到ENE变化. 中等主应力sigma;2相对大小R值在北部湾地区最小,福建龙岩地区最大. 断层运动以走滑型为主.      

1997-1998年伽师强震群震源区应力场特征

利用1997-1998年伽师强震群中强地震震源机制系统聚类及震源区应力场反演,得到以下主要结果:(1)伽师强震群中强地震主要以走滑和正断层为主,伽师震源区主压应力方向为NNE或近NS向,与相邻的柯坪块体区域构造应力场方向不一致;伽师强震群的破裂面沿NEE方向,属左旋破裂;(2)4~5级中强地震应力场反演得到最大主压应力轴为NNE向,最小主压应力轴为NWW向,中等主应力轴倾角为65°,比较直立;(3)伽师强震群震源区应力场在强震前后经历了一系列变化。最后对所得结果进行了一定的讨论。     

FOCAL MECHANISM SOLUTION AND TECTONIC STRESS FIELD CHARACTERISTICS OF THE MIDDLE TIANSHAN MOUNTAINS,XINJIANG

The middle part of the Tianshan Mountains in Xinjiang is located in the north-central part of the Tianshan orogenic belt, between the rigid Tarim Basin and Junggar Basin. It is one of the regions with frequent deformation and strong earthquake activities. In this paper, 492 M_S>2.5 earthquake events recorded by Xinjiang seismograph network from 2009 to 2018 were collected. The M_S3.5 earthquake was taken as the boundary, the focal mechanism solutions of the earthquake events in this region were calculated by CAP method and FOCEMEC method respectively. At the same time the focal mechanism solutions of GCMT recorded historical earthquake events in this region were also collected. According to the global stress map classification standard, the moderate-strong earthquakes in the region are mainly dominated by thrust with a certain slip component, which are distributed near the combined belts of the Tarim Basin, Junggar Basin, Turpan Basin and Yili Basin with Tianshan Mountains. The thrust component decreases from south to north, while the strike-slip component increases. The spatial distribution characteristics of the tectonic stress field in the middle section of the Tianshan Mountains in Xinjiang are obtained by using the damped regional-scale stress field inversion method. The maximum principal compressive stress in axis the study area rotated in a fan shape from west to east, the NW direction in the western section gradually shifted to NE direction, its elevation angle is nearly horizontal, in the state of near horizontal compression. The minimum principal compressive stress axis is nearly EW, and the elevation angle is nearly vertical. Influenced by large fault zones such as Kashi River, Bolhinur, Nalati, Fukang, the southern margin of the Junggar and the north Beiluntai, the local regional stress field presents complex diversity. Under the influence of the northward extrusion of Pamir and Tarim blocks, the whole Tianshan is shortened by compression, but its shortening rate decreases from south to north and from west to east, the stress shape factor increases gradually from west to east, the intermediate principal compressive stress axis exhibits a change in compression to extension. There are some differences in the characteristics of tectonic stress field between the north and south of Tianshan Mountains. The regional maximum principal compressive stress axis is 15° north by east on the south side, while it is nearly NS on the north side. The deformation of the Tianshan Mountains and the two basins on both sides is obviously larger than that in the inside of the mountain. Changes in the crustal shortening rate caused by the rotation of the rigid Tarim block and Junggar block to the relatively soft Tianshan block, as well as the uplifts of Borokonu and Bogda Mountains, the comprehensive influence of the material westward expansion constitute the stress field distribution characteristics of the north and south sides of the middle section of Tianshan Mountains. The recent two M_S6.6 earthquakes in the region caused the regional stress field to rotate counterclockwise. The post-earthquake stress field and the main source focal mechanism solution tend to be consistent. The seismic activity in the study area is week in the south and strong in the north. The focal depth is about 20km. Most strike-slip earthquakes occur near the junction belt of the Tianshan and Junggar Basin.     

乌鲁木齐地区现今构造应力场综合分析

乌鲁木齐地处天山中段.震源机制解研究表明,北天山中段区域主压应力方向为N10°E左右,且具有自西向东逐渐东偏的特点.在乌鲁木齐地区,由中强地震震源机制解反演的主压应力方向为N15°-20°E;由断层滑动资料反演的乌鲁木齐周边构造应力场的主压应力方向为N17°W-N2°E.上述两种资料反演的乌鲁木齐构造应力场主压应力方向...     

Focal Mechanism Solutions and Stress Field Inversion of Moderately Strong Earthquakes in the Northern Tianshan Area

Using the focal mechanism solutions of 24 moderately strong earthquakes in the northern Tianshan area, we carried out system cluster and stress field inversion analysis. The result indicates that, the focal mechanism solutions of moderately strong earthquakes are mainly dipslip reverse faulting in the northern Tianshan area. The principal rupture planes of earthquakes are NW-oriented. It is basically consistent with the strike of earthquake structure in its adjacent area. The direction of the principal compression stress P axis is nearly NS, and its inclination angle is small; while the inclination angle of the principal extensional stress T axis is large. It shows that the regional stress field is mainly controlled by the near-NS horizontal compressive stress. The direction of the maximum principal stress shows a gradation process of NNE-NS-NW from east to west.     

天山造山带及邻区孕震应力场及断裂带活动性特征的数值实验分析

天山造山带构造环境复杂,活动断裂带和强震分布广泛,且主要分布于阿尔泰山、天山、西昆仑—帕米尔弧形构造带上,尤以天山地区最为集中.迄今为止,天山造山带地区的主要断裂带的活动特征与孕震应力场特征之间的动力学机理尚未有清晰的认识.本文以GPS等实际观测数据为约束,建立有限元数值模型,计算了研究区域地壳形变、应力/应变积累速率、弹性应变能密度以及库仑应力变化率等关键因素.模拟计算结果显示地表速度场与研究区域实际GPS观测值基本一致,且主要断裂带上弹性应变能密度分布与实际地震活动性也基本吻合,验证了数值模型和结果的可靠性.结合最新的观测和数值模拟结果分析发现,研究区的断层和地震活动性主要受控于近南北向的主压应力,与主要观测特征相一致.同时,帕米尔高原北部边界带—塔什库尔干断裂（TKF）、天山造山带南边界的东侧—迈丹断裂（MDF）、兴地断裂（XDF）库仑应力增大明显,在未来强震发生的可能性较高,应予密切关注.     

东南沿海地震区的现代构造应力场

根据断层面的最新错动方向，震源机制解和地壳形变等资料，研究了东南沿海地区的现代构造应力场，结果表明：本区构造应力场可大致划分为两个分区：长乐－诏安断裂带以东地区主压应力轴为近东西向；以西地区的主压应力轴近南北向。     

新疆及周缘构造破裂特征及地震序列类型

横亘新疆境内的天山及其周边的西昆仑、阿尔金和阿尔泰是中国大陆著名的强构造运动区和地震活动带。在对新疆构造区应力环境、动力过程、断层运动变形特征和地震序列分析讨论的基础上,对新疆及其周缘主要构造区地震破裂方式和序列类型进行研究,得出如下结论:(1)西昆仑构造区受来自青藏块体和塔里木块体NS和NW向水平压应力和垂向力的作用,构造运动呈现出走滑与逆冲特征,震源破裂以走滑型为主,数量较少的逆断型地震主要分布在西昆仑帕米尔一侧的深震挤压区,正断型地震主要出现在西昆仑与阿尔金交汇的拉张盆地及附近。该区主余型地震占63%,6级以上地震序列也存在多震类型。(2)阿尔金断裂带位于西昆仑北缘断裂和北祁连断裂过渡带,受青藏块体向北和向西的推挤,断裂本身的左旋位移量通过两端逆冲挤压而转化,使得青藏高原北边界不断向外扩展。在此力源下,阿尔金断裂带震源破裂以走滑为主,也有少量的逆冲型地震。地震序列中主余型和孤立型地震占比相同(占44%)。(3)在印度板块和亚欧大陆碰撞效应影响下,天山地区产生近NNE向水平压应力,构造运动显现出带旋性特征的逆冲和走滑,震源破裂方式与之相吻合。而天山构造大跨度的空间展布、扩展形式的多样性和地震破裂的两重性,又影响到地震序列类型的多样性,使得主余型、孤立型和多震型地震在不同构造部位呈现优势分布。(4)阿尔泰的构造运动可能受到了来自印度板块与亚欧板块碰撞的远程效应和西伯利亚块体南向运动的双向影响,形成NNE和SW向水平挤压力,主要大型发震断裂做右旋剪扭错动,而一些深断裂则以逆冲运动为主。震源破裂呈现出走滑(占64%)和部分的逆冲(占27%),6级以上地震序列主要为主余型,5级左右地震则多为孤立型。     

天山地震带主要活动断层现今的滑动速率及其地震矩亏损

文中收集了1999—2015年天山地震带及其周边地区的GNSS数据,计算得到了速度场结果,并利用弹性块体模型计算了研究区域内各块体的闭锁深度和主要断层的滑动速率。研究结果表明:南天山断裂带西段的迈丹断裂的缩短速率处于高值状态,达(-6.3±1.9) mm/a,高于南天山东段;北天山断裂带西段的缩短速率同样高于东段。利用主要断裂带的滑动速率计算出各地震带的地震矩积累变化及1900年以来的地震矩释放变化量,以分析地震矩亏损分布,结果显示北天山山前断裂、迈丹断裂、额尔齐斯断裂带北段和喀什河断裂西段存在较大的地震矩亏损,具有孕育7级以上地震的潜能,而北轮台断裂、柯坪断裂带中段则呈现地震矩盈余状态,在未来的一段时间内不具备发生强震的可能。     

首都圈地区震源机制解及现今构造应力场时空变化特征研究

基于2009年1月至2017年11月首都圈地区发生的8 061个地震事件的23 293条P波初动极性数据,采用改进的格点尝试法计算了首都圈地区单次地震的震源机制解和小震综合断层面解。在初步分析这些数据的基础上,利用计算得到的单次地震的震源机制解和搜集到的已有历史地震的震源机制解数据,运用线性反演法对首都圈地区构造应力场的时空变化特征进行了研究。结果显示:① 研究区的地震震源机制解类型以走滑型为主,正断型次之,这些地震震源机制解的P轴方位大都为ENE向和近EW向,与该地区的构造应力场方向基本一致,仅有个别地震的P轴方位为NNW向;② 首都圈地区的构造应力场具有较好的一致性和连续性,最大主应力轴方位由西部的ENE向至东部的近EW向呈现顺时针旋转的趋势,应力类型整体上为走滑型,这与以往的研究结果相一致;③ 通过与已有研究结果相比较认为:京西北地区现今构造应力场是相对稳定的,最大主应力轴未呈明显改变;唐山地区和北京地区的构造应力场（最大主应力轴）在1976年唐山地震前后可能发生了变化,唐山地震后一年至今（1977—2017年）是否发生变化,依据现有的计算结果尚不得而知,需要更多的研究来进一步验证.