攀西地区地震分布和构造应力场特征

本文利用近十几年攀西地区的地震空间分布和对其中79个中小地震机制解的结果,着重讨论本地区构造活动和应力场分布的区域性特征。文中阐明该区中部及西南端分别受华南地台北西向应力场和印度板块北东向侧压的影响,而该区的南北两端则受康滇菱块局部应力场的干扰。     

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。     

雅江地震的震源机制解和应力场

利用P波初动求解震源机制解的程序求得雅江6.0级地震的震源机制解,对其可靠程度进行了分类,结合地震序列空间分布和现场宏观考察等烈度线,讨论了地震的破裂面和雅江地区的应力场.分析表明雅江5.0级和6.0级地震具有相同的震源机制解,但其余震的震中分布明显不同,5.0级地震的余震近南北分布,而6.0级地震的余震分布为北42°西.构成共轭破裂.雅江地区的应力场与鲜水河断裂上的应力场相近,主压力轴近东西,而与九龙附近的应力轴有明显的差别.     

中国大陆地壳应力场与构造运动区域特征研究

系统研究了1918～2006年间中国大陆及其周缘发生的3115个M4.6以上中、强地震的震源机制解,得到中国大陆地壳区域应力场的压应力轴和张应力轴空间分布的统计结果.探讨了大陆应力场的结构,以及周围板块运动对中国大陆应力场影响作用范围及其界线.结果表明,中国东部的华北地区受到太平洋板块向欧亚板块俯冲挤压的同时,又受到从贝加尔湖经过大华北直至琉球海沟的广阔范围内存在的方位为170°引张应力场的控制.华北地区大地震的震源机制解反映出,该区地震发生为NEE向挤压应力和NNW向张应力的共同作用结果.印度洋板块向欧亚板块的碰撞挤压运动所产生的强烈的挤压应力,控制了喜马拉雅、青藏高原、乃至延伸到天山及其以北的广大地区.在青藏高原周缘地区和中国西部的大范围内,压应力P轴水平分量位于20°~40°,形成了近北东方向的挤压应力场,大量逆断层型强震集中发生在青藏高原的南、北和西部周缘地区以及天山等地区. 本文结果表明,正断层型地震集中发生在青藏高原中部高海拔的地区.证明了青藏高原周缘区域发生南北向强烈挤压短缩的同时,中部高海拔地区存在着明显的近东西向的扩张运动.根据本文最新结果,得到了华北、华南块体之间地壳区域应力场的控制边界线,发现该分界线与大地构造、岩石圈板块构造图等有较大差异,特别是在大别及其以东地区, 该分界线向东南偏转,在沿海的温州附近转向东,最终穿过东海直至琉球海沟.台湾纵谷断层是菲律宾海板块与欧亚板块之间碰撞挤压边界,来自北西西向运动的菲律宾海板块构造应力控制了从台湾纵谷、华南块体,直到中国南北地震带南段东部地域的应力场. 地震震源机制结果还表明,南北地震带南段西侧其P轴大约为NNE方向,与青藏高原的P轴方位一致.南北地震带南段东侧其P轴大约为NWW方向,与华南块体的P轴方位一致.因此,将中〖JP2〗国大陆分成东、西两部分的南北地震带南段是印度洋板块与菲律宾海板块在中国大陆内部影响控制范围的分界线.     

三峡地区地震震源机制解初步研究

根据三峡与邻近地区实际天然地震数据,利用GMT软件绘制出三峡地区两次地震的震源机制解。绘制出了三峡地区1964年以来地震震中分布情况,以及频率变化。震源机制解以及三峡与邻近地区断层资料显示出该地区受到西藏块体、四川盆地、川滇块体与鄂尔多斯地块的共同挤压作用,三峡及邻区的现今水平构造应力场的主压应力轴为北东东向,是喜马拉雅期构造应力场的继续。近东西向的向东移动显示出该地区可能为青藏高原地幔物质向东"逃逸"的通道之一。根据水库蓄水前后震源机制解资料反映的震源机制变化,认为蓄水对于三峡及邻区应力场在垂向上有一定的影响。     

青藏高原区域构造应力场特征分析

利用区域测震台网的地震波形及震相数据基于CAP方法反演北纬26°~42°,东经90°~110°内的270个M_S>3.0以上地震的震源机制解;并结合GCMT目录和一些前人研究结果中该区域的共759个震源机制解数据,运用SATSI方法计算了研究区域的应力场。将研究区域按1°×1°网格化后得到了154个局部应力场分布结果,从结果上看,整个青藏高原的最大主压应力方向大致表现为顺时针且向右的旋转方式。该结果反映了青藏高原块体向NE和NNE挤压的过程中,分别在其北部和东部受到鄂尔多斯和阿拉善两个坚硬块体的阻挡,造成青藏块体增厚,块体之间物质的侧向流动。对研究区域应力型因子R值的研究显示青海祁连、甘东南区域、四川龙门山断裂带等沿青藏高原块体与阿拉善块体以及鄂尔多斯块体交界处相对应力值偏大,与近年来这些地区的地震活动性成正比。本文研究结果对比其他应力场研究结果、GPS研究结果、以及数值模拟结果具有很好的一致性,可为青藏高原地区的孕震机理、活动构造以及地震趋势判定提供可靠的参考依据。     

安徽淮河构造变形带及邻近块体现代构造应力场特征

针对安徽省较特殊的构造环境及历史地震分布特点，利用直达波最大振幅比和系统聚类分析方法，在对安徽淮河中游区1974年以来近百个中小地震震源机制反演、聚类及空间合成的基础上，分析了华北断块南缘的安徽淮河构造变形带及邻近块体震源断层滑动方式、构造应力场分布及块体运动方式、应力场随时间变化等。结果显示：淮河构造变形带及其邻近块体上震源断层总体上以近走滑型或斜滑型破裂为主，但倾滑型破裂也占一定比例；该地区构造应力以水平作用为主，但也存在一定的垂向作用。其中淮北和皖中块体仍可能分别向SWW和NEE方向运动，并在淮河构造变形带上产生左旋剪切作用，呈现一定的继承性活动特征；各块(带)上主压应力P轴走向随时间的变化在总体上较为一致，而各时段之间P轴方位存在一定差异，显示安徽淮河中游区受华北和华南应力场的共同作用，但其地震活动可能主要受控于华北应力场。     

渤海海域地震震源机制解与现今应力场特征

渤海地区是我国东部地震较为活跃的地区之一,历史上强震频发,曾被列为地震重点危险区,其震情备受关注。近期该地区有感地震多发,因此有必要深入了解这些地震的震源破裂性质,同时探究渤海地区现代构造应力场分布,以期为后续判识地震危险性研究工作提供科学参考。本文基于前人对渤海地区震源机制解的研究结果,采用波形反演方法计算并补充完善了2010—2022年M≥3.5地震的震源机制解,使用MSATSI软件包反演计算区域构造应力场。结果表明,渤海海域近期地震事件以走滑型为主,其次为正断型,与地震事件附近主要断裂带的运动学特征具有较好的一致性;区域构造应力场的优势方位为NEE向,与华北地区构造应力场基本一致,整体相对稳定,局部存在一定差异,这与海域地震数量较少且分布不均有关,另外应力形因子R值相对较小,区域地壳应力以张应力为主。     

熊岳—盖县地区地震活动的意义

熊岳—盖县地区位于海城地震区的南面,其地震活动具有频度高但震级不大的特点,地震空间分布受局部构造的控制和影响,是一个地震活动块体。本文分析了1940年以来本区地震活动与海城地震、华北地震活动的关系,发现熊岳—盖县地区的地震活动灵敏地反映了海城地区及华北地区应力场的变化,因而它是华北区域应力场变化的“窗口”,它所显示的信息对于研究华北区域应力场变化和预报华北地区强震活动都有一定的意义。     

中国主要地震活动区的地震间隙分布

结合地震间隙和强度变化分析了本世纪全国及国内主要地震活动区中强以 上地震活动特征,间隙大多在５．５ａ内,一半以上在２．５ａ内,最大间隙近１８ａ.５０年代 以后全国７．５级以上和７．０级以上、青藏块体７．０级以上地震活动及近２０ａ来台湾 ７．０级以上、华北和四川６．０级以上地震活动明显减弱,２０－３０年代青藏块体北部大 震的活动影响一直持续到７０年代,５．０－６．５级地震活动自８０年代明显增强,云南 ７０年代后形成的地震活动高潮实际上从６０年代就开始增强,华北和台湾地区表现 了强震前活动增强而甘宁青地区表现了强震后活动衰减的典型过程,制约我国地震 活动的大三角应力场、东部应力场和全球应力场具有长期稳定的２０ａ周期性,后面的 应力场依次滞后于前一个应力场约１／４个周期,前两者起主导作用,青藏块体东北缘 的地震活动除受东部应力场的影响外,还与青藏块体地壳物质东流的重要作用有关, 今后几年要特别注意四川和甘宁青６．０级以上、甘肃地区５．０级以上及新疆７．０级 以上地震。     

石炭纪末古地理图

过去发表的石炭纪古地理重建图存在着不少问题,特别是对亚洲各板块位置的认识上。例如,过去的重建图中华北和华南在石炭纪末都处于北半球40°—50°纬度带,但是,地层古生物资料清楚地表明,它们当时处于热带和亚热带环境。这是因为在编制上述古地理图时(70年代末和80年代初),华南和华北等东亚和东南亚地块还没有可靠的古地磁数据,因而这一地区的地块的位置是由距它们最近的西伯利亚地台的地极位置推算出来的。但是,由于这些地块和西伯利亚地台自石炭纪以来曾发生过相对运动,因此,上述作法是不合理的     

应力张量反演的遗传算法及其在青藏高原东北缘的应用

为准确而快速地求解区域构造应力张量,构建了基于震源机制解反演应力张量的遗传算法策略,详细介绍了计算原理,分析了以断层面上剪应力方向和滑动方向的偏差为约束反演应力张量而忽略剪应力大小偏差对反演结果的影响,表明仅考虑剪应力方向和滑动方向的偏差就可以得到正确结果.利用不同应力状态下人工合成的包含不同噪声水平的震源机制数据对该方法进行检验,并与网格搜索法得到的结果比较.表明本文方法所得结果的拟合差均小于网格搜索法结果的拟合差,并且二者相差较小,体现了本文方法的稳健性.将该方法应用于青藏高原东北缘(103-106°E,34.5-37.5°N)应力张量的估计,结果显示,该区域主要受控于青藏高原近东西向的挤压,从而导致阿拉善块体以及华南块体方向的拉张,并且向华南块体方向的拉张作用强于向阿拉善块体的拉张作用.     

三维数值模拟在华北地区现今构造变形分析中的应用

基于并行版ANSYS数值模拟软件平台,根据华北地区活动地块划分及活动断裂分布,结合GPS资料等,确定模型的几何边界范围是99.8°~121.4°E,27.9°~42.3°N,模型的边界范围包括华北活动地块区的绝大部分以及周边青藏、西域、南华和东北亚地块的部分地区。模型单元平均边长为25km,模型共划分为单元416 582个,节点582 392个。主要研究成果为:1)地壳运动速度模拟与分析对比:华北地区地壳运动速率的整体分布呈现由东向西逐渐减小、自北向南逐渐增大的特点,数值模拟结果与GPS观测运动速度大部分较吻合;2)断层运动性质模拟与分析对比:华北地区有限元模型考虑了华北地区已知所有晚更新世以来的活动断裂,模拟结果所得的断层运动性质与活动断裂地质调查的运动性质符合得较好;3)应变场模拟与分析对比:通过数值模拟,计算了1999—2004年和2004—2007年华北地区地表第1主应变和第3主应变(最大压应变)的大小和方向,与前人利用震源机制结果、GPS测量结果等资料反演得到的华北地区主应变场较一致。     

郯庐断裂带中南段及邻区Pn波速度结构与各向异性

郯庐断裂带是一条纵贯我国大陆东部NNE走向的巨型深断裂,其中南段及邻区(115°E—122°E,29°N—38°N)跨越了华北断块区、扬子断块区和华南褶皱系三大一级构造单元,由于其重要性和复杂性,长期以来一直是地学家们研究的热点.本文从国际地震中心(ISC)、中国地震台网及区域地震台网的地震观测报告中精心挑选出6381个Pn震相数据,用Pn波时间项层析成像法反演得到了郯庐断裂带中南段及邻区上地幔顶部Pn波速度结构和各向异性.结果显示,研究区上地幔顶部具有显著的横向非均匀性,相对于7.95km·s-1的平均速度而言,Pn波速度值在7.68~8.24km·s-1范围内变化.Pn波速度分布在郯庐断裂带中段和南段具有分段性:沿中段及周边存在一NE向低速异常带,低速可能是由于岩石圈的减薄和软流圈的高温物质沿郯庐带上涌导致;沿南段表现为一NNE向弱高波速异常带,作为高低速的边界带清晰地勾勒出了华北与扬子这两个不同块体,该边界在江苏域向华北地块NW方向凹进.Pn波速度各向异性的强弱与速度分布存在一定的相关性.总体上,如鲁西隆起及以南等低速区、茅山断裂附近的高低速过渡带,其速度各向异性较为强烈;而在具有高速异常的苏北盆地、合肥盆地等稳定区域下方其各向异性较弱.本文通过Pn波震相基本未能探测到郯庐断裂带中段的方位各向异性,推测是上地幔顶部被"冻结"下来的各向异性痕迹被软流圈热物质上涌这一强烈构造运动削弱所导致.南段具有与断裂伸展方向近乎平行的快波速方向.Pn波速度横向变化和强震活动存在一定关联.强震主要发生在Pn波低速异常区或高低速过渡带上.郯城8.5级地震震中位于中段和南段高低速过渡带,该区域也是速度横向变化最大的地方,最容易集中应力和产生应力差.     

Vertical concentration profiles of lead in the Central Pacific at 15°N and 20°S

Concentrations of lead were measured in a surface transect and at two vertical profile stations (15°N and 20°S) in the Central Pacific. These measurements complement similar measurements made earlier in the North Pacific at 33°N and in the Northwest Atlantic at 34°N [1,2], as well as recent measurements of eolian lead input fluxes near each of these locations [3]. The new transect of surface water concentrations of lead corroborates previous measurements, which decrease from 13 ng/kg at 30°N to 4 ng/kg at 17°S in the Central Pacific [4]. This transect gradient is shown to overlie a similar geographic gradient of subsurface maximum concentrations of lead in the three Pacific vertical profile stations, decreasing from 14 ng/kg at 33°N to 11 ng/kg at 14°N to 2.5 ng/kg at 20°S. Lead concentrations at each of those locations exhibit maxima at 400 m, decreasing concentrations to 2500 m and approximately concentrations of 0.8–1.1 ng/kg below that depth. The subsurface maximum at the northwest Atlantic profile station (36 ng/kg at 34°N) is also congruent with surface water lead concentrations which decrease from 806 ng/kg to 32 ng/kg in an offshore transect from Rhode Island to 34°N, 66°W [5], and the shape of the Atlantic profile is congruent with those in the Pacific. There is a positive correlation between the magnitudes of eolian lead input fluxes and the magnitudes of the upper water maxima in lead concentration profiles at corresponding locations as follows: South Pacific easterlies 3 ng/cm² yr vs. 2.5 ng/kg; North Pacific easterlies 6 ng/cm² yr vs. 11 ng/kg; North Pacific westerlies 50 ng/cm² yr vs. 14 ng/kg; and North Atlantic westerlies 170 ng/cm² yr vs. 36 ng/kg.This relationship enables one to view the anthropogenic perturbations of the marine lead cycle on a global scale, since the industrial origin of eolian and seawater lead has been established by correlations between geographic patterns of industrial lead emissions to the atmosphere and isotopic ratios of industrial leads [3] and by geographic patterns of Pb/silicate-dust ratios and lead isotopic ratios in ocean surface waters [3–5]. These new data coupled with earlier biogeochemical data indicate that surface water concentrations of lead in the North Pacific and North Atlantic are now conservatively estimated to be 8 to 20-fold greater and those in the South Pacific are 2-fold greater than natural concentrations because of industrial emissions of lead to the atmosphere.     

Moment tensor inversion of focal mechanism for the aftershock sequence of 1982 Lulong Ms=6.1 earthquake

Introduction Lulong is located about 70 km to the northeast of Tangshan city, Hebei Province. On October 19, 1982, a MS=6.1 earthquake took place about 4 km to the northeast of Lulong county with the epicenter of 39°57′N, 119°04′E and the original time of 20h45min (Beijing time). Lulong is lo-cated at the connection part of Yanshan block and North China plain block according to the divi-sion of active blocks in Chinese mainland (ZHANG et al, 2003). There is a WNW-trending tec-toni…     

Dynamic Evolution of Precursory Field and Its Relation With the Group of Strong Earthquakes

Spatial scanning is done for two regions in Chinese Mainland,where displayed a denseprecursory network during 1994～1998.The two regions are the mid-southern segment of theNorth-south seismic belt(20°～35°N,95°～110°E)and North China(36°～42°N,110°～120°E).We took 0.5°×0.5°as a spatial window with a step of 0.25°and 4 months as atemporal window with a step of 1 month.For the two regions,the anomaly density is scannedfrom 1994 and 1995 respectively in the two regions.The precursory anomalies are all fromthe Division of Seismic Trend in China and the Division of Seismic Trend in the Capital Area,Center for Analysis and Prediction,China Seismological Bureau.A seismogenic tectonicmodel is introduced to explain the scanning results.In the model,the frictional strength ofthe focal sources is distributed randomly.After the boundary plate motion rate and all othergeological parameters are given,the stress of the sources in the system changesinhomogenously due to the variation of the frictional streng     

New Early Cretaceous paleomagnetic results from Qilian orogenic belt and its tectonic implications

Lower Cretaceous red sedimentary rocks from the depositional basin of East Qilian fold belt have been collected for a paleomagnetic study. Stepwise thermal demagnetization reveals two or three components of magnetization from dark red sandstones. Low-temperature magnetic component is consistent with the present Earth Field direction in geographic coordinates. High-temperature magnetic components are mainly carried by hematite. The mean pole of 19 sites for high-temperature magnetic components after tilt-correction is λ=62.2°N, φ=193.4°E, A95=3.2°, and it passes fold tests at 99% confidence level and reversal tests at 95% confidence level. The paleopole is insignificantly different from that of Halim et al. (1998) from the same sampling area at the 95% confidence level. Compared with paleomagnetic results for North China, South China, and Eurasia, our results suggest that no significant relative latitudinal displacement has taken place between Lanzhou region and these blocks since Cretaceous time. Remarkably, the pole of Lanzhou shows a 20° clockwise rotation with respect to those of North China, South China, and Eurasia. Geological information indicates that the crustal shortening in the western part of Qilian is greater than that in eastern part. In this case, the clockwise rotation of sampling area was related to India/Eurasia collision, and this collision resulted in a left-lateral strike-slip motion of the Altun fault in north Tibetan Plateau after the Cretaceous.