云南地区中小地震震源机制及构造应力场研究

利用云南数字地震台网记录的区域波形资料， 通过波形反演确定了发生在云南地区的33次中小地震的震源机制. 结果表明，在川滇菱形块体内部及边界附近的地震以走滑为主，由震源机制得到的主压应力方向从北到南由北北西-南南东方向转向近南北向，张应力轴方向则主要表现为北东东-南西西或北东 南西向；在青藏高原东部地区，主压应力方向从青藏高原内部向外成放射状展布，张应力方向大多与该地区的弧形构造平行. 在28N附近地区，主压应力轴和张应力轴方向都存在较大的变化，其分界线似与龙门山断裂向西南方向的延长线相对应. 川滇菱形块体之外的地震的主压应力轴和张应力轴方向与块体内部的方向存在一定的差异. 通过与哈佛大学中强地震震源机制结果的对比发现，云南地区中小地震震源机制的反演结果与强震震源机制的结果有较好的一致性，表明中小地震的震源机制可用于该地区区域构造应力场的研究.      

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.     

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。     

赣北地区构造应力场分析

采用双差定位方法对赣北地区2008年1月—2019年7月545个地震进行重新定位,重定位地震在九江、宜春和新余等地区分布更为集中。结合地震精定位结果,利用格点尝试法分区计算赣北地区小震综合断层面解。结果表明,九江及周边地区最大主应力轴为近东西向,最小主应力轴为近南北向,这与其他学者的研究结果基本一致,认为该地区构造应力场特征需要更多的研究来进一步细化分析。宜春及周边地区最大主应力轴为近东西向,最小主应力轴为北北东向,应力类型为逆断型。      

赣北地区构造应力场分析

采用双差定位方法对赣北地区2008年1月—2019年7月545个地震进行重新定位,重定位地震在九江、宜春和新余等地区分布更为集中。结合地震精定位结果,利用格点尝试法分区计算赣北地区小震综合断层面解。结果表明,九江及周边地区最大主应力轴为近东西向,最小主应力轴为近南北向,这与其他学者的研究结果基本一致,认为该地区构造应力场特征需要更多的研究来进一步细化分析。宜春及周边地区最大主应力轴为近东西向,最小主应力轴为北北东向,应力类型为逆断型。     

欧亚地震带现代构造应力场及其分区特征

利用美国哈佛大学矩心矩张量目录中的2818个地震的震源机制解资料,分析了欧亚地震带及其5个分区现代构造应力场的基本特征,给出了5个分区的震源机制主压应力方向分布图。结果表明:①欧亚地震带以逆断型和走滑型断层活动为主;②地中海地震区以走滑断层活动为主,主压应力方向为SSW向;③伊朗—阿富汗—巴基斯坦地震区以逆断型断层活动为主,主压应力优势方向为NNE—NS向;④喜马拉雅地震以逆断型为主,主压应力优势方向为NS和NE向;⑤川—滇—缅地震区以走滑断层活动为主,主应力场方向为NNE向;⑥印度尼西亚地震区以逆断型断层活动为主,主压应力优势方向为NE—SSW向。各分区的主压应力方向明显受其所在区域板块运动的影响,由此推测板块运动可能是产生欧亚地震带构造应力的主要力源。     

福建街面水库现代构造应力场分析

福建街面水库将于2006年底下闸蓄水,通过收集库区的地震震源机制解资料和本次工作得到的地震震源机制解结果,以及利用中小地震求解的综合震源机制解,本文分析了街面水库库区现代构造应力场特征:最大主压应力P轴为NW—SE方向,P轴倾角为23°;主张应力T轴为NE—SW方向,T轴倾角为3°。在这样的应力场中,主要以发生走滑型断裂运动性质的地震为主,同时还具有发生正断层运动性质的地震。     

2021年青海玛多MS7.4地震序列精定位与震源机制研究

利用双差定位法对2021年5月22日玛多M_S7.4地震序列中1 434个地震进行重新定位,使用TDMT矩张量反演方法求解玛多地震序列M≥4.5地震的震源机制解,综合分析得到如下结论:(1)玛多地震序列震中整体走向为NWW-SEE向,与昆仑山口—江错断裂展布方向相吻合,序列总长度170 km,呈NWW向和SEE向双侧破裂,主震西北侧存在NW向条带,可能是此次地震的分支断裂活动,在南东侧存在余震稀疏段以及横穿玛多—甘德断裂的余震分布带,推测可能是地下速度结构差异所致;(2)主震附近地震序列以左旋走滑型地震为主,优势走向为NWW向,倾向NE,倾角较高,与昆仑山口—江错断裂性质基本一致,结合余震定位结果推断昆仑山口—江错断裂为本次地震的发震断层;(3)主震附近地震序列P轴平均方位角为237°,P轴,T轴平均倾角分别为15°、16°,N轴平均倾角为65°,结合研究区构造特征推断,本次地震是由NEE-SWW向水平挤压应力推动NWW-SEE向断裂发生左旋走滑错动所致。     

由震源机制解推断苏鲁皖豫地区的现代构造应力场

根据1973—1979年苏、鲁、皖、豫地区37个中小地震(M=2.1—6.0)震源机制结果的统计分析,得到地震应力场的优势分布:主压应力轴约76°,主张应力轴约344°。表明本区处于北东东向水平压应力和北北西向水平张应力的现代构造应力场作用之中。结合部分中小地震等震线长轴方向及晚第三纪以来断裂走向的优势分布均为北北东向这一特点,推测现今地震破裂具有继承性。最后讨论了本区现代构造应力场与其北部和南部的不同关系     

由M_L≥4.0地震震源机制解推断四川理县-黑水断裂构造特征

基于四川台网宽频带数字地震波形资料和CAP波形反演方法,提取了四川理县-黑水地区2008年1月至2014年12月10个M_L≥4.0中等强度地震的震源机制解。结果显示:10个中等强度地震震源机制解节面分布主要集中在北西-南东和北东-南西两个优势分布方向。据众多学者研究结果推断,北西-南东向展布的节面为发震断层面;理县-黑水断裂大致沿北47°西(近北西向)展布,属高倾角陡峭断裂,主倾向南西;压应力(P轴)呈近东西水平挤压特征,与断层面斜交,以左旋走滑运动为主;张应力(T轴)呈近南北水平撕裂特征;中等强度地震的震源主压应力方向与青藏地块东部地区主压应变率方向比较一致,说明理县-黑水断裂主要是受区域应力场控制的一个区域性构造左旋走滑断裂。     

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.     

analyzing the variation characteristics of stress field in hetao seismic belt using focal mechanism data

Based on analysis of background of geological tectonic movement and strong earthquake activity, we first obtained the focal mechanism solutions using amplitude ratio and CAP method, then determined the characteristic of average stress field of the study area by inversion of the stress field. On this basis, we selected the source mechanism consistency parameter as the inspection index to obtain the latest changes of stress field in Hetao seismic zone based on its temporal and spatial analysis. Two methods were used in the stress field inversion for comparison and analysis, which are average stress axis tensor and LSIB(Linear stress inversion bootstrap, LSIB). According to the geological tectonic movement and focal mechanism solutions of M_S≥4.0 earthquakes from 1970, we judge that the stress field evolution process of Hetao seismic belt is controlled jointly by vertical difference movement and horizontal shear movement, resulting in that the normal fault and strike-slip fault mechanisms are dominating.Taking into account the station layout of the study area, and in order to ensure the accuracy of calculation, we calculated 224 earthquakes focal mechanism solutions by using amplitude ratio and CAP method, including 164 earthquakes with 2.8≤M_L<3.5, 42 earthquakes with 3.5≤M_L<4.0, and 18 earthquakes with M_L≥4.0; The statistical results on type of focal mechanisms show that, there are 142 strike-slip earthquakes(63.4%), 50 normal fault earthquakes(22.3%)and 32 thrust fault earthquakes(14.3%). In this study period(from 2001 to 2012), most earthquakes had a strike-slip mechanism in Hetao seismic belt, this is one of the inherent characteristics of the stress field.The result of average stress axis tensor and LSIB shows that, the azimuth of maximum compressional stress is 47°～52°, direction is NE-SW; The azimuth of minimum compressional stress is 313°～322°, direction is NW-SE; This indicates that, the stress field characteristics of Hetao seismic belt and its sub-block are not completely consistent. Linhe Basin exhibits coordinated stress field characteristics with Hetao seismic belt, but Hubao Basin exhibits regional differences, direction of compressive stress has clockwise deflection in Baotou area, and the compressive stress direction is NEE. This heteropical character of stress field is also confirmed by horizontal projection distribution of stress axis of historical strong earthquakes and recent moderate and small earthquakes. Since 2003, the temporal sequence curve of consistency parameter of Hetao seismic belt had a downward trend, this change was caused by focal mechanism consistency parameter of Linhe to Wuhai area, which indicates that this structural position is possible to be a priority area for stress accumulation and accelerated release in future.     

2018年5月松原MS5.7地震序列发震断层及应力场特征

利用双差定位方法对2018年松原M_S5.7地震序列中M_L≥1.0地震重新定位,之后使用CAP方法求解松原M_S5.7地震序列中强地震的震源机制解,再借助MSATSI软件包反演得到松原地区的区域应力场。综合分析以上研究结果得到如下结论:① 松原M_S5.7地震序列发生在NW走向的第二松花江断裂与NE走向的扶余—肇东断裂交会处,将地震精定位结果沿两条断层走向作剖面分析,NW向剖面主轴长度约为5 km,震中分布均匀,NE向剖面主轴长度亦约为5 km,震中呈倾向NE的高倾角分布;② 该序列中的4次M_L≥3.7地震的震源机制解具有良好的一致性:节面Ⅰ走向为NE向,节面Ⅱ走向为NW向,均为高倾角走滑断层。中强地震的震源机制节面解与第二松花江断裂性质基本一致,由此推断第二松花江断裂是本次松原地震的发震断层;③ 松原地区的主压应力方位角为N86°E,倾角为7°,主张应力方位角为N24°E,倾角为71°。松原地区的区域应力场既受到大尺度的板块构造运动的控制,又受到区域构造运动的影响。在太平洋板块对北东亚板块向西俯冲作用下,东北地区产生了近EW向的主压应力,受周边地质构造控制,松辽盆地内NE向断裂与NW向断裂交会处易发生走滑型地震,2018年松原M_S5.7地震正是在这种构造作用控制下发生的中强地震。      

ANALYSIS OF THE CONFIDENCE INTERVAL OF THE COMPOSITE FAULT PLANE SOLUTION OBTAINED FROM THE GRID SEARCH METHOD: AN EXAMPLE OF SOUTHERN JIANGXI PROVINCE

In order to quantitatively analyze the reliability of the composite fault plane solution of small earthquakes, the Bootstrap sampling technique is introduced into the grid search method, and the ideas and methods for calculating the confidence interval from the grid search method are proposed initially. There are two sample sets that can represent the characteristics of the composite fault plane solution. One sample set is the optional solutions obtained by the grid search method and the other is obtained by the Bootstrap sampling technique. Then, we calculate the confidence intervals of the two sample sets (P, B and T axis). The research results of tectonic stress field in southern Jiangxi Province are relatively few. In view of such situation, we use the focal mechanism solutions of small earthquakes to calculate and analyze the composite fault plane solution and the confidence interval. This study shows that the confidence interval of the principal stress axis can be obtained well by both of the sample methods. The reliability of the results and the confidence range of the principal stress axis can be better represented by the confidence intervals. The middle principal stress in southern Jiangxi Province is nearly vertical, and the maximum and minimum principal stresses are nearly horizontal. The direction of maximum principal stress is NWW-SEE and that of the minimum principal stress is NNE-SSW. And, the area is in a strike-slip stress regime. The results are consistent with previous studies, and the stress directions obtained by previous researchers are within the confidence interval calculated by this paper.     

2008年5月12日四川汶川8.0级地震与部分余震的震源机制解

采用区域和远台Pn或Pg初至波初动符号, 利用下半球等面积投影, 求解了2008年5月12日四川汶川8.0级地震和截止到2008年12月10日发生的部分4级以上余震的震源机制解。 汶川8.0级地震的震源机制为: 节面Ⅰ的走向为5°, 倾角为48°, 滑动角为39°; 节面Ⅱ的走向为247°, 倾角为62°, 滑动角为131°。 P轴方位角为309°, 仰角为8°, T轴方位角为208°, 仰角为54 °, B轴方位角为44°, 仰角为35°。 结合地质构造和余震空间分布, 可以确定节面Ⅱ为发震断层面。 根据震源机制解, 引发本次地震的断层活动主要表现为逆冲, 主破裂面为S67°W与该地震所在断层的走向基本一致(断裂总体走向N45°E)^[1]; 主压应力轴P轴为N51 °W, 主压应力轴P轴方位与该区域构造应力场方向基本一致。 根据余震震源机制解结果, 龙门山断裂带南段发生的余震与北段发生的余震的震源机制都具有优势分布, 且两者差异明显。 早期发生在南段的余震的破裂是以逆倾滑动为主, 兼有走向滑动; 而随着时间的推移, 余震向北段迁移, 在龙门山构造的北段地震震源的破裂方式以走向滑动为主, 兼有一定的逆倾滑动; 龙门构造带南段震源应力场受主震应力场的控制, 而龙门构造带北段震源应力场不仅受区域应力场的影响, 还受主震应力场的影响。     

青海拉脊山断裂带新活动特征的初步研究

拉脊山断裂带由拉脊山北缘断裂和拉脊山南缘断裂两条向NE凸出的弧形断裂所组成，分别长约230km和220km。它们是介于NNW向的热水一日月山右旋走滑断裂带和NWW向的西秦岭北缘左旋走滑断裂带之间的一个大型挤压构造区和构造转换带，也是分隔拉脊山南北两侧的西宁一民和盆地和循化一化隆盆地的重要边界断裂。沿断裂带的追踪考察，发现了其新活动的部分地质地貌证据。其最新活动时代为晚更新世晚期(仅局部为全新世早期)，性质以挤压逆冲为主稍具左旋特征。该断裂的新活动可能导致了该区20余次5级左右中等地震的发生。可以说，拉脊山地区既是反映构造活动，又是反映地震活动的地震构造窗。     

Spatio-temporal variation and focal mechanism of the Wenchuan MS8.0 earthquake sequence

Based on abundant aftershock sequence data of the Wenchuan M_S8.0 earthquake on May 12, 2008, we studied the spatio-temporal variation process and segmentation rupture characteristic. Dense aftershocks distribute along Longmenshan central fault zone of NE direction and form a narrow strip with the length of 325 km and the depth between several and 40 km. The depth profile (section of NW direction) vertical to the strike of aftershock zone (NE direction) shows anisomerous wedgy distribution characteristic of aftershock concentrated regions; it is related to the force form of the Longmenshan nappe tectonic belt. The stronger aftershocks could be divided into northern segment and southern segment apparently and the focal depths of strong aftershocks in the 50 km area between northern segment and southern segment are shallower. It seems like 'to be going to rupture' segment. We also study focal mechanisms and segmentation of strong aftershocks. The principal compressive stress azimuth of aftershock area is WNW direction and the faulting types of aftershocks at southern and northern segment have the same proportion. Because aftershocks distribute on different secondary faults, their focal mechanisms present complex local tectonic stress field. The faulting of seven strong earthquakes on the Longmenshan central fault is mainly characterized by thrust with the component of right-lateral strike-slip. Meantime six strong aftershocks on the Longmenshan back-range fault and Qingchuan fault present strike-slip faulting. At last we discuss the complex segmentation rupture mechanism of the Wenchuan earthquake.     

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.     

2013年吉林前郭-乾安震源区中强地震矩张量反演与区域孕震环境研究

2013年10月31日11时03分,在吉林省松原市前郭尔罗斯蒙古族自治县发生M_S5.5级地震,11时10分,震区再发生M_S5.0级地震.截止2013年11月23日,吉林前郭-乾安地区（本文统称为前郭-乾安震源区）已经发生M_S5.0级以上地震5次.虽然震源区外围中强地震活跃,但在前郭-乾安震源区内,据历史地震资料记载,仅2006年3月31日在距离本次地震序列以西8 km处发生过一次乾安、前郭交界M_S5.1级地震.除此之外,距离震源区90 km处,曾于公元1119年2月发生过M6.7级地震.为了更好地认识区域孕震环境,本文利用吉林、辽宁、内蒙古以及黑龙江数字地震台网的三分向宽频带波形资料,建立了适用于这些台站的分区速度结构模型,反演了2013年10月31日-11月23日前郭-乾安震源区M_L≥4.5级中强地震的矩张量解.结果显示,几次中强地震均呈现逆断层兼少量走滑性质,其中NW走向的节面Ⅰ为此次中强地震序列的断层面,发震断层的优势走向集中在320°左右,优势倾角分布在38°~65°.根据矩张量反演结果,结合地震序列重新定位（郑钰,待发表）后的空间分布情况,我们推测此次地震序列的发震构造可能是震源区基底深部一条NW向隐伏逆冲断层,这条断层延伸至地表的位置可能位于震源区北侧靠近124°经度隆起带附近.此外,震源区的发震构造和浅部应力场可能是在西太平洋板块俯冲产生的挤压应力场背景下,受控于郯庐断裂带右行走滑的次级应力场.     

1900年以来巴颜喀拉块体应力演化与周缘强震关系的数值模拟研究

以巴颜喀拉块体为研究对象,考虑区域地质构造差异,主要活动断裂带,活动块体和边界断裂带的划分结果,引入深部三维速度结构,建立能反映地表起伏和岩石圈分层结构的青藏高原地区三维黏弹性有限元模型.以地壳水平运动速率观测值和最大主压应力方向测量值为约束条件重建研究区现今构造背景应力场.在此基础上模拟了自1900年以来巴颜喀拉块体周缘的7级以上强震序列,从库仑破裂应力角度研究了应力演化与强震的关系、强震之间的相互作用关系以及长期构造加载对强震的影响.研究结果表明,巴颜喀拉块体周缘强震的发生可能与震源区总应力的增加有关.2008年汶川地震导致龙门山断裂带南段应力增加,表明汶川地震对2013年芦山地震有促进作用.鲜水河断裂带上的7级以上强震序列对发生在邻近龙门山断裂带上的2008年汶川地震和2013年芦山地震有延迟作用.