滇缅活动地块构造应力场研究

本文收集了1976—2017年滇缅活动地块98个M_W 4.8—7.0地震的震源机制解,分析震源机制解和震源深度的空间分布特征,探讨了其构造动力学背景。结果表明:①滇缅活动地块震源深度优势分布范围为10—30km,90%以上的地震震源深度小于30km,结合研究区统计时段内地震震源深度、优势度、众数等参数,推断滇缅活动地块及周边震源深度的下界为30km,脆性多震层位于10—30km,且主要位于15km附近;②滇缅活动块体不同断裂带、块体内部各次级块体之间、块体内外表现出不同的震源机制解,在空间上存在着明显的分区性特征,揭示出位于青藏高原东南缘的滇缅活动块体及周边地区应力场的非均匀性;③滇缅活动地块区域构造应力场明显受周边板块作用的控制,活动地块内部由于构造格局及其运动的差异,应力状态具有明显的区域特征。根据研究区各主要断裂带所反映的与构造背景作用一致的震源机制分布特征,可以将滇缅活动地块初步分为3个应力区。     

吐鲁番地区地震活动与应力场特征分析

对吐鲁番地区 1 90 0年以来地震活动的时空分布图像以及收集到的部分震源机制资料和1 999年 1月 30日托克逊 5.6级地震进行了分析。结果表明 :该区地震活动存在较明显的平静与活跃交替活动现象 ,两个活跃时段内地震活动的空间图像具有集中分布特征。中强震震源机制主压应力方位显示出北东向分布 ,说明区内地震活动的空间分布图像与区域应力场的作用密切相关。     

中国大陆活动地块边界的地震学证据

应用中国大陆地区地震活动的地震学参数（如大震烈度图、综合等震线、余震分布、震源尺度、地震矩、地震应变、能量、震源机制解和震中分布等，通过综合集成，刻画了我国陆区地震活动性的空间展布格局。并将其与中国大陆活动地块及其边界相比较，发现中国7级以上强震活动基本上都集中在活动地块的边界上，这对进一步了解活动地块的运动性状、探讨地块之间相互作用及与强震发生的关系具有重要意义。     

中国地震震源机制测定结果的比较

在搜集了 1 988年以来 ,地震学家用不同方法和不同资料测定的中国地震震源机制结果 ,包括用地震波形反演得到的地震矩张量、P波初动解和用地形变观测反演的震源参数的基础上 ,计算了同一地震的不同反演结果的滑动矢量之间的夹角、不同反演结果 P,T轴之间的夹角和不同的反演结果给出的地震矩之间的差别 ;并与哈佛 CMT的结果进行比较。结果表明 ,同一地震不同测定结果的滑动矢量之间的夹角分布较分散 ,但优势分布在 2 0°左右 ;不同测定结果的地震矩一般不超过 1倍 ,对应的震级差约为 0 .2 ;中国地震矩张量的测定结果与哈佛矩心矩张量测定结果滑动矢量之间的夹角集中在 0°～ 1 0°。以丽江地震为例 ,讨论了地震震源参数的不同结果对地震“应力触发”中库仑破裂应力计算结果的影响。     

地震长期概率预测

利用地震矩解目录外推估算了全球长期地震概率。该预测基于地震矩张量解,预测结果用一幅表示预测的地震发生率密度和震源机制方位图来表示。震源机制首先用于平滑地震活动图以获得望的危险性图,然后用于预测未来地震的机制。使用了几种类型的平滑影响函数核。在空间域,使用１／距离影响函数核来计算任一震周围的地震活动性分布。该影响函数核使用两个可调参数;即最大距离和方向性因子（任一震中周围考虑了一次地震震源机制的地震     

西藏高原及其周围地区地震的地震矩张量及震源参数的尺度关系

本研究根据 WWSSN 的长周期远震体波记录,采用广义反演技术确定了1966至1980年期间发生在西藏高原及其周围地区的11个主要浅源地震的地震矩张量,同时得到了震源时间函数和震源深度.部分地震的地震矩张量解明显地偏离双力偶模型,偏离的程度似乎与震源机制参数有关.所分析的地震具有较浅的震源深度,均分布在上部地壳范围内.由最佳双力偶模型所得到的震源机制解与印度洋板块向东北方向移动与欧亚板块相碰撞,以及西藏高原向东移动的假设相一致.尺度关系分析表明,板内地震的应力降系统地高于缝合线附近地震的应力降.地震过程持续时间随着地震的规模而增长,但对于相同规模的地震,缝合线附近地震的持续时间长于板内地震.以上结果反映了大陆内部地震的地震矩张量的特征,并暗示缝合线附近地震具有与板内地震不同的发震环境和震源过程.     

1988年澜沧—耿马地震前震源区应力状态分析

利用1973年1月1日至1988年11月5日云南区域地震台网记录的地震资料,获得了1988年澜沧—耿马地震前震源及附近区域多个地震活动性参数的空间分布图像,初步揭示了震前震源区应力状态.结果表明:澜沧—耿马地震之前,研究区地震活动性参数分布具有显著的空间不均匀性特征.澜沧7.6级地震震源区以低于0.7的异常低b值、低a值以及整个研究区最短的局部复发间隔Tl值为特征,表明震源所在断裂段在震前已处于高应力闭锁状态,具有发生大震的应力条件.     

西藏高原及其周围地区地震的地震矩张量及震源参数的尺度关系.

本研究根据 WWSSN 的长周期远震体波记录,采用广义反演技术确定了1966至1980年期间发生在西藏高原及其周围地区的11个主要浅源地震的地震矩张量,同时得到了震源时间函数和震源深度.部分地震的地震矩张量解明显地偏离双力偶模型,偏离的程度似乎与震源机制参数有关.所分析的地震具有较浅的震源深度,均分布在上部地壳范围内.由最佳双力偶模型所得到的震源机制解与印度洋板块向东北方向移动与欧亚板块相碰撞,以及西藏高原向东移动的假设相一致.尺度关系分析表明,板内地震的应力降系统地高于缝合线附近地震的应力降.地震过程持续时间随着地震的规模而增长,但对于相同规模的地震,缝合线附近地震的持续时间长于板内地震.以上结果反映了大陆内部地震的地震矩张量的特征,并暗示缝合线附近地震具有与板内地震不同的发震环境和震源过程.      

震源深度与矩心深度的分布特征及其与震源机制类型之间的关系

在哈佛全球CMT目录中，震源深度与矩心深度的分布呈现出明显的规律性。从统计上说，浅源地震的震源深度大于矩心深度，而中深源地震不具有这样的特征。将地震按照震源机制进行分类之后发现，上述特征主要属于逆冲型地震和正断层型地震的贡献，而走滑型地震没有这样的特征，这一分布规律或可作为地震的“化学力学”模型的一个间接的支持。     

中国地震台网中心与美国哈佛大学快速震源机制解的对比

收集了2004～2006年中国地震台网中心(CENC)和美国哈佛大学(HRV)对同一地震快速震源机制解的测定结果.比较两个机构不同测定结果的地震震源机制类型;比较两者矩震级结果;计算同一地震不同反演结果的P轴、T轴空间取向差别.比较结果表明,除了少数地震的震源机制类型存在明显差别,震源机制类型一致的事件占总数的63%,中国地震台网中心测定的矩震级比美国哈佛大学测定结果偏小,平均偏差约为0.35.两个机构不同测定结果的P轴、T轴空间夹角分布较分散,在大约30°附近分布频度较大,这可能代表两个机构对同一地震测定震源机制解的一致性参数.     

利用多种地震学参数研究中国大陆地壳应变场

地壳应变场研究是地球动力学研究的一个基础性领域, 以往文献的探索大多集中在地壳形变的测量和研究上, 包括大面积水准测量和GPS观测等。 文中利用多种地震学参数研究中国大陆地壳应变场, 利用哈佛CMT目录和现代中国地震目录得到了中国大陆不同区域面波震级与标量地震矩的统计关系, 进而采用中国大陆历史地震资料研究中国大陆地壳应变场, 给出地震最大剪切应变率场的分布。 研究结果显示, 青藏高原及其周边地区是最大剪切应变率的高值区, 帕米尔和阿萨姆地区的应变率值最大。 与GPS得到的应变场结果进行比较, 两者的结果存在一致趋势。 利用NEIC宽频带地震辐射能量目录研究了中国大陆的地震视应变分布, 显示地震的视应变分布与地壳应变水平存在一定相关关系, 且发生在青藏高原周边地区地震的视应变水平较高。 这些研究结果为地球动力学研究的进一步深入探讨提供了新的科学资料。     

南北地震带震源机制解与构造应力场特征

南北地震带作为中国大陆地应力场一级分区的边界,其构造应力场的研究对理解大陆强震机理、构造变形和地震应力的相互作用具有重要意义.本文收集南北地震带1970—2014年的震源机制解819条,按照全球应力图的分类标准对震源机制解进行分类,发现其空间分布特征与地质构造活动性质比较吻合.P轴水平投影指示了活动块体的运动方向,T轴水平投影在川滇块体及邻近地区空间差异特征最为突出,存在顺时针旋转的趋势.南北地震带的最大水平主应力方向具有明显的分区特征,北段为NE向走滑类型的应力状态,中段为NEE—EW—NWW向的逆冲类型,南段为SE—SSE—NS—NNE向走滑和正断类型,在川滇块体的北部和西边界应力状态为EW—SE—SSE的正断层类型,表明来自印度板块的NNE或NE向的水平挤压应力和青藏高原物质东向滑移沿大型走滑断裂带向SE向平移的复合作用控制了南北地震带的岩石圈应力场.川滇块体西边界正断层类型应力状态范围与高分辨率地震学观测得到的中下地壳低速带范围基本吻合,青藏高原向东扩张的塑性物质流与横向边界(丽江—小金河断裂带)的弱化易于应变能的释放,在局部地区使NS向拉张的正断层向EW向拉张正断层转变.反演得到的应力状态基本上与各种类型地震的破裂方式比较吻合,也进一步验证反演结果的可靠性,可为地球动力学过程的模拟和活动断层滑动性质的厘定提供参考.     

应力调制与预报研究

在地球动力作用和地壳运动的过程中构造块体呈现出整体运动的特征,表现在大陆地震的动力学特征具有明显的分区性。因而,大陆每个块体的应力场特征方向与强地震发生的主要构造力方向一致性较好。在它的作用下,块体边界或某些部位出现应力不均匀并有应变能的积累。孕震区应变能由线性积累向临界的非线性转化迹象会表现在弱震活动与主构造方向上固体潮交变应力场的呼应上。 交变应力场可加强孕震区应力集中部位的介质疲劳强度,从而在这些部位触发一些弱震,而且在附加应力场分别为正、负构造应力场方向时发生的弱震频次比例失调,这一过程与构造应力场的呼应显示了强震前弱震震源机制一致性较好的前兆特征,这种情形下的地震活动反映了一种应力调制作用,分析了1970年来的华北资料和1980年来的云南省资料,用直接图像分布、数值和等值线等3种方式讨论,表明它对强震有1~3年的中长期预报意义,R值评估均大于0.5。     

Global test of seismic static stress triggering model

Introduction Whether static stress change generated by earthquakes can trigger subsequent earthquakes heretofore is still in debate. Some researchers believe that seismic Coulomb failure stress change generated by earthquake can affect the seismicity nearby (King, et al, 1994; Toda, et al, 1998; Stein, 1999; Seeber, Armbruster, 2000). However, some researchers believe that this model is wrong. For example, Beroza and Zoback (1993) found that stress change generated by the 1989 Loma Prieta …     

A numerical method of viscoelastic finite element coupled with spring-block model to simulate the interaction of faults and crustal blocks

A numerical method of viscoelastic finite element coupled with spring-block model is developed to study temporal processes from the slow tectonic motion of large-scale crust to the rapid failure of small-scale faults. Our modeling demonstrates that the motion of crustal blocks is driven by forces from tectonic plate boundaries, and the deformation is distributed on faults for the stress accumulating. The coupling model generates earthquake sequences that display a magnitude-frequency scaling consistent with Gutenberg-Richter law. The frictional heterogeneities affect earthquakes occurrence and stresses distribution of crustal blocks. Rupture of earthquakes starts at the nucleation node, and propagates bilaterally along faults with the stress triggering, release and redistribution. The failure of faults releases part of crustal stresses, the stress state of crustal blocks near fault is affected by the rupture of local segments on the fault, and the stress state of crustal blocks far away from the fault is controlled by the seismic activity of the whole fault.     

A numerical method of viscoelastic finite element coupled with spring-block model to simulate the interaction of faults and crustal blocks

A numerical method of viscoelastic finite element coupled with spring-block model is developed to study temporal processes from the slow tectonic motion of large-scale crust to the rapid failure of small-scale faults. Our modeling demonstrates that the motion of crustal blocks is driven by forces from tectonic plate boundaries, and the deformation is distributed on faults for the stress accumulating. The coupling model generates earthquake sequences that display a magnitude-frequency scaling consistent with Gutenberg-Richter law. The frictional heterogeneities affeci earthquakes occurrence and stresses distribution of crustal blocks. Rupture of earthquakes starts at the nucleation node, and propagates bilaterally along faults with the stress triggering, release and redistribution. The failure of faults releases part of crustal stresses, the stress state of crustal blocks near fault is affected by the rupture of local segments on the fault, and the stress state of crustal blocks far away from the fault is controlled by the seismic activity of the whole fault.     

中国大陆现今地应力场黏弹性球壳数值模拟综合研究

中国大陆现今实测地应力场的状态与板块构造环境、活动断裂带分布、地形地貌以及地壳结构呈现一定相关性. 在中国大陆西缘,印度洋板块与欧亚板块陆发生陆碰撞,在中国大陆东缘,菲律宾海板块、太平洋板块俯冲到欧亚板块之下. 中国大陆内部被大型活动断裂带分割为多个块体,各个块体的地壳结构和厚度呈不均匀分布,地形地貌起伏具有很大的差异. 笔者以中国大陆块体模型为基础,把板块构造作用和重力势作为主要影响地应力状态的两个主要要素,在现今活动构造、GPS和实测地应力等成果的约束下,利用线性黏弹体球壳有限元模拟分析了中国大陆现今地应力场的分布特征和控制因素. 结果表明: (1)构造应力场总体上呈现出西部挤压,东部拉张的特征,印度板块与欧亚板块的持续碰撞形成了青藏高原及其周缘的挤压性质的构造应力场,而东部菲律宾板块与太平洋板块的俯冲形成了黄海、东海和环渤海区域的拉张性质的构造应力场,中间为拉张环境和挤压环境的过渡,最大主应力的方向受到板块构造环境和活动构造分布的控制;(2)重力的影响主要体现在地形梯度大和地壳厚度结构变化大的地壳浅部区域,在藏南、滇西北局部地区的地壳浅部由于受到重力势控制,呈现为张性应力场,在塔里木地区由于重力势引起的应力场与构造应力场同为挤压性质,因此该区的挤压强度得以增加;(3)中国大陆浅部地应力场的状态主要受到区域板块构造环境、块体边界活动构造带的展布和地形的控制,总体上以南北构造带为界,西部以较强的压性构造环境为主,东部为较弱的压性构造环境,藏南和滇西北局部地区存在有张性构造环境;构造应力对地应力的贡献比重随着深度增加而增加;(4)采用黏弹性模型的构造应力场模拟结果比完全弹性模型的模拟结果能够更好地与实测地应力场相吻合,利用完全弹性模型分析由地震等诱发的地应力瞬时变化是有效的;(5)青藏高原东南缘最大主应力方向发生了较大的偏转,其主要控制因素有:印度板块持续的碰撞、中下地壳对上地壳拖曳以及印度板块通过实皆断裂对欧亚板块的剪切拉伸作用. 中国大陆现今地应力场是整个地壳岩石黏弹特性长期演化和断裂活动的结果,是地应力场动态演化过程中在现今时间点上的状态,受到板块构造环境、大陆内部活动断裂分布、地形地貌和地壳结构等因素不同程度的控制,模拟结果为中国大陆地应力场提供了一个定量的参考模型.     

EARTHQUAKE FOCAL MECANISMS IN THE DALIANGSHAN SUB-BLOCK AND ADJACENT AREAS AND CHARACTERISTICS OF THE REGIONAL STRESS FIELD

The Daliangshan sub-block is a boundary region among the Bayan Har block, the Sichuan-Yunnan block and the South China block. It hosts four major fault systems:The southwest to south trending Xianshuihe-Zemuhe Fault zone in the west, the Longmenshan fault zone is the northern boundary, the Zhaotong-Lianfeng fault zone in the south, and the NS-trending Mabian-Yanjin fault zone in the east. This study focused on focal mechanisms and the regional stress field of the Daliangshan sub-block to help understand the earthquake preparation process, tectonic deformation and seismic stress interaction in this area. We collected broadband waveform records from the Sichuan Seismic Network and used multiple 1-D velocity models to determine the focal mechanisms of moderate and large earthquakes(M_L ≥ 3.5)in the Daliangshan sub-block by using the CAP method. Results for 276 earthquakes from Jan 2010 to Aug 2016 show that the earthquakes are dominated by strike-slip and trust faulting, very few events have normal faulting and the mixed type. We then derived the regional distribution of the stress field through a damp linear inversion(DRSSI)using the focal mechanisms obtained in this study. Inversion results for the spatial pattern of the stress field in the block suggest that the entire region is predominantly under strike-slip and trust faulting regimes, largely consistent with the focal mechanisms. The direction of maximum compression axes is NW-NWW, and part of the area is slightly rotated, which is consistent with the GPS velocity field. Combining geodynamic background, this work suggests that because the Sichuan-Yunnan block is moving to SE and the Tibetan plateau to SE-E along major strike-slip faults, the stress field of the Daliangshan sub-block and its adjacent regions is controlled jointly by the Bayan Har block, the Sichuan-Yunnan block and the South China block.     

利用哈佛CMT目录研究全球Ⅰ级构造系统的地震活动

地震是描述地壳现今构造带和应力场的最佳信息源,包含了全面而又丰富的动力学内涵。根据全球地震的分布及其运动学、动力学特征,全球最活动的构造被划分为环太平洋构造系、大洋中脊构造系和大陆构造系等 3个全球Ⅰ级构造系统。文中应用包含多种参数的哈佛CMT地震目录,研究了全球及其 3个Ⅰ级构造系统的地震震源破裂类型、地震活动特征、震源深度分布特征等,讨论了三大构造系在这些方面存在的差别,进而说明了各个构造系在构造环境和动力作用方面的差别     

Crustal structure of Gondwana- and Yangtze-typed blocks: An example by wide-angle seismic profile from Menglian to Malong in western Yunnan

Ancient Tethyan vestige extends from Alps, Kaebaiqn Mountain and eastward through Turkey, IranAfghanistan, and the middle and north of Tibetan Plateau, then turns to western Yunnan and Sichuan, andfinally ends at Zhongnan Peninsula. The PaleoTethyan is supposed as one eastward opened Oceanand superposed by tectonic deformation in the latestage of the late Mesozoic to Paleocene of Cenozoicand covered by Mesozoic and Cenozoic deposits. The Sanjiang region in southwestern China is in the…