鄂尔多斯地块周缘大地震间相互作用研究

活动地块作为地质构造单元,其周缘的地震常常较为活跃,并且有时表现出大地震丛集发生的现象.鄂尔多斯地块处于受来自青藏高原NE向的主压应力等多重构造应力作用下的区域构造环境中,地块周缘大地震间相互作用的机制值得研究.本文以鄂尔多斯地块周缘的几次历史地震为例,分别研究了级联断层、地块同侧断层、地块不同侧断层间大地震间应力转移的现象,尝试对地块在其周缘发生大地震时的应力传递和转移行为获得新的认识.得到的结论有：1920年宁夏海原8 1/2级和1927年甘肃古浪8.0级地震分别使六盘山东麓断裂和香山-天景山断裂的大地震期望复发时间提前了800年和20年,六盘山东麓断裂当前的大地震危险性较高.1626年山西灵丘7级地震和1654年甘肃天水南8级地震分别使五台山北麓断裂的大地震复发期望时间提前了50年和279年,鄂尔多斯地块可能将其西南缘受到的部分库仑应力扰动传递到了东缘的五台山北麓断裂.

     

鄂尔多斯地块周缘近期地震活动趋势分析

依据青藏块体东北缘与鄂尔多斯地块相互作用的“轮闸模型”的有关结论,结合鄂尔多斯地块周缘近年来中强地震活动特征和震源机制解以及青藏块体的地震活动特征,研究了鄂尔多斯地块的现今运动状态.结果表明,鄂尔多斯地块目前继续受青藏块体东北缘强烈左旋压扭作用的控制,其自身构造运动仍处于被完全抑制状态,致使其周缘自1815 年以来的地震活动格局基本未变,而维持着原有的活动水平.     

鄂尔多斯地块周缘三维地壳速度结构研究

鄂尔多斯地块及周缘位于青藏高原与华北地块之间,其内部无大断裂分布,而周缘却由活跃的地震带——活动断陷带和弧形断裂带包围.因此,鄂尔多斯地块内部无6级以上大地震分布,而周缘地震活动则频度高、强度大(图1),历史上发生多次破坏性大地震,如:1654 年天水南8.0 级、1879 年武都南8.0级、1920 年宁夏海原81/...     

鄂尔多斯地块周缘历史强震的影响烈度研究

研究了历史地震对鄂尔多斯地块内部县(市)的影响烈度,发现鄂尔多斯地块周缘发生的强震对其内部县(市)的影响十分显著。自1484年以来,鄂尔多斯地块内部93.7%的县(市)遭受过Ⅵ度的破坏,55.7%的县(市)遭受过Ⅶ度破坏,5.1%的县(市)遭受过Ⅷ度破坏。新一代区划图中应考虑历史地震的影响,提高该区的地震危险性。     

鄂尔多斯地块周缘应力状态与强震危险性分析

针对鄂尔多斯周缘断陷盆地带,基于b值、Δb空间扫描和多参数（b、√E、n、a/b）组合计算结果,综合分析各段落的应力状态,进而判定它们的危险性。结果显示：整个周缘断陷带的年发生率、年释放率均整体下降,揭示出该区域2010年6月以来呈现出地震弱活动状态;b值较1970～2010年结果变化并不显著,内蒙古磴口-五原值得注意地区、同心-灵武值得注意地区、晋冀蒙交界危险区和侯马-运城值得注意地区4个区域仍处于匀速的应力积累状态;结合多参数组合揭示的应力状态和断裂习性,认为内蒙磴口-五原地区未来发震危险性最高,但近期发震的紧迫性不强,同心-灵武地区危险性有所增强,侯马-运城地区危险性持续,晋冀蒙交界地区危险性有所降低,其余段落近期复发强震的可能性不大。     

鄂尔多斯地块周缘地震活动周期及迁移特性

根据中国历史地震资料及现代地震观察资料,研究了鄂尔多斯地块周缘地震活动时间上的周期性及空间上的某些迁移特性。发现:地块周缘的地震活动有700—900年的活跃期;300—400年的活跃幕;20—30年的活跃段。在活跃期中,大震有绕地块周缘逆时针迁移趋势;在活跃幕、段中,中、强震有绕地块周缘顺、逆时针相间转动迁移趋势,并有对角、对边及反向迁移特征。     

鄂尔多斯地块周缘震情趋势讨论会在西安举行

经兰州地震研究所和陕西省地震局共同发起,在有关省(区)地震部门大力协作下,鄂尔多斯地块周缘震情趋势讨论会于1983年5月26日至30日在西安召开。参加会议的有陕西、甘肃、宁夏、内蒙、山西等省(区)地震部门的代表以及国家地震局地质所、第二测量队、     

鄂尔多斯地块运动特征及周缘震情趋势讨论

本文在过去工作的基础上,继续讨论了鄂尔多斯地块运动特征,并从力源和地震活动相关角度提出,在估计该地块地震趋势时,应将大华北以至日本海沟地震活动水平与其联系起来。     

利用GPS研究当前鄂尔多斯地块周缘地壳变形状态

利用陆态网络GPS基准站资料,计算鄂尔多斯地块周缘24条GPS基线时间序列,并基于均匀应变模型获得3个变形显著区域的6类应变参数时间序列,结果表明:1陆态网络基准站观测数据质量较高,能够在一定程度上反映鄂尔多斯周缘的地壳微动态变化特征;2利用GPS连续观测资料获得的区域应变状态与地质研究给出的区域构造应力状态一致性较好;3 2011年以来,鄂尔多斯东北缘的晋冀蒙交界区域呈现一种压应力作用下的右旋剪切状态,鄂尔多斯西北缘处于右旋剪切应变状态,与2015年4月该区域发生的阿拉善M 5.8地震的震源机制较为一致。     

鄂尔多斯地块周缘及陕西地区地震活动的灰色预测

本文应用灰色系统理论GM(1,1)模型研究了鄂尔多斯地块周缘及陕西地区地震的集发现象,分别建立了地震集发段的灰色预测模型,得出鄂尔多斯地块周缘Ms≥5.5级地震的下一集发段为1987年至1994年,陕西地区Ms≥4.0级地震的下一集发段为1990年至1995年。经内测检验,所建模型具有较高的预测精度。     

基于GPS观测的鄂尔多斯地块及其周缘现今的运动学特征

鄂尔多斯地块的运动学特征和动力学机制深受地学界关注。文中基于GPS数据和SKS剪切波分裂结果等地球物理资料,分析了鄂尔多斯地块及其周缘现今的壳幔运动学特征。结果表明,鄂尔多斯地块相对于欧亚大陆呈现逆时针旋转,欧拉极位于俄罗斯东南部,欧拉矢量为(50. 942±1. 935)°N,(115. 692±0. 303)°E,(0. 195±0. 006)°/Ma;块体内部变形微弱,GPS速率差异<2mm/a,应变率<5nano/a,应变时间序列的变化范围为-10～10nano,均在GPS的误差范围之内,表明在现有GPS资料的有效分辨范围内,鄂尔多斯块体内部相对完整,不存在明显的差异运动。块体西缘和东缘活动强烈,形成了2条明显的右旋剪切带,旋转速率为0. 2°～0. 4°/Ma;块体南缘和北缘活动较弱,边界断裂有左旋运动性质,旋转速率约0. 1°/Ma。青藏高原东北缘和鄂尔多斯块体西缘的壳-幔变形完全一致,满足垂直贯通模型,变形由青藏高原东北缘强烈的推挤作用引起;块体南部到秦岭造山带的地震各向异性与绝对板块运动方向一致,表明该区域存在地幔流通道,且已深入到鄂尔多斯块体内部;山西断陷...     

鄂尔多斯地块周缘地区构造活动与应变积累特性研究

正鄂尔多斯地块位于青藏、华北、华南三大亚板块的交接部位,四周被断裂和断陷盆地带所围限,其西南角直接受青藏块体的NE-NEE向推挤;近30年内该地块周缘地区(包括其西南角碰触的青藏块体东北缘地区)曾发生1989年大同M_s6.1、1990年景泰M_s6.2、1995年永登M_s5.8、1998年张北M_s6.2、2000年景泰M_s5.9、2013年岷县漳县M_s6.6、2015年阿左旗     

旋卷构造应力场与鄂尔多斯地块周缘断裂系成因探讨

当外力的合力不通过活动地块的质量中心时,该地块将产生旋扭运动,运动的结果在其周边形成旋卷构造应力场．在该应力场作用下,与主应力作用面方向一致的断裂将由作用面的力学性质决定其活动方式．与主张应力作用面一致的断裂将产生张破裂,长期作用下将形成断陷盆地;与主压应力作用面一致的断裂将产生逆冲或逆掩活动,或形成褶皱．地质资料表明,长期稳定的华北地块在早第三纪初期解体,其中晋冀陕地块发生过逆时针转动,形成其周缘断陷系;上新世时晋冀陕地块解体,地块东边界西移,出现山西地堑系,形成鄂尔多斯地块．晋冀陕地块周缘的一些主要断裂的构造形迹及力学性质可用旋转构造应力场的主应力作用面解释．     

鄂尔多斯活动地块周缘几次Ms6级地震前Ms4级地震活动的异常特征

简要地分析了鄂尔多斯活动地块周缘断陷盆地构造和历史地震分布特征,界定了鄂尔多斯活动地块周缘范围,以此范围选取了Ms4级地震资料。对比研宄了鄂尔多斯活动地块周缘几次Ms6级震例前Ms4级地震活动的时间分布和空间分布特点,研究结果显示：Ms4级地震活动在6级地震前时间上出现活跃-平静-打破平静的异常特征,空间上6级地震发生在4级地震活跃地区或4级地震的平静地区。在此基础上,给出了几次Ms6级震例前肘s4级地震显著活跃的震兆意义和需讨论的问题。     

沿107.6°E南北向剖面鄂尔多斯地块及周缘地区地壳结构

鄂尔多斯地块紧邻青藏高原东北缘,位于华北克拉通的西部,在我国中生代、新生代以来东部地区的构造活动中起到了重要作用.对鄂尔多斯及其周缘地区的研究可以提供有关华北克拉通的形成、演化和破坏过程的重要信息.本文选取了纵贯鄂尔多斯的107.6°E附近南北剖面上的44个流动地震台站进行分析,采用接收函数方法,进行Kirchhoff偏移成像,并且结合在该区域内前人的地震面波频散进行联合反演,获得剖面下方的地壳内部精细结构.研究结果显示:(1)莫霍面在鄂尔多斯北部较平缓,约45km深;在鄂尔多斯南部有所加深,达到50km;其北边的河套盆地的地壳厚度约为50km;南边的渭河盆地到秦岭地区及四川盆地的地壳厚度从约为40km增厚到47～50km.(2)河套盆地下方存在大规模的低速异常,最深可达25km,反映了其显著的拉张构造和沉积历史.(3)秦岭造山带下方的低速异常对应于其主要为长英质的地壳组分,可能是由于中生代的拆沉作用导致的地壳下部基性岩石层的缺失.(4)以38°N为界的鄂尔多斯地块,南北部地壳速度结构存在差异,可能表明了这两部分经历的构造历史不同.     

鄂尔多斯周缘地壳应力场研究

收集了鄂尔多斯周缘的297个震源机制解数据,应用震源机制解反演应力场的网格搜索法分区反演该地块周缘地区平均应力场。应力场反演结果显示:该地块周缘地区地壳应力场总体表现为NE-SW向的主压应力,NW-SE向的主张应力。北缘的河套活动断陷带处于ENE-WSW向的水平挤压和NNW-SSE向的水平拉张共同作用的应力状态。南缘的渭河断陷带处于近NS向的水平拉张应力状态。东缘的山西断陷盆地带处于NNW-SSE向的水平拉张应力状态。在地块西面,主压应力轴方向由南段的ENE向逐渐向中段逆时针转为近NE向,继而往北转为NNE向。应力场反演结果和鄂尔多斯地块NS两侧呈EW向展布的断陷带表现为左旋剪切拉张带以及EW两侧呈NNE向展布的断陷带则表现为右旋剪切拉张带的性质一致。本研究结果与前人的研究结果一致性较好,说明了结果的可靠性。     

鄂尔多斯地块周缘地堑系形成机制及其地震活动性的实验研究

本文应用形变模拟及重力模拟对鄂尔多斯地块周缘断陷盆地带的各种特征进行了研究。认为这些断陷盆地的形成和演化主要受印度洋板块和太平洋板块共同作用而形成的拉张、剪切的力学机制控制。本文还应用了激光全息光弹性实验模拟地堑系的形成与地震活动的关系。同时,用定量分析法分别确定了各地堑系的应力集中区。发现鄂尔多斯地块的四个角域区应力集中较强,这与历史和现代强震震中分布基本吻合。     

鄂尔多斯块体周缘地震类型研究

分析1970-2010年鄂尔多斯周缘发生的114次显著地震序列,结果表明,主余型序列占57％,孤立型序列占32％,多震型序列占11％.根据地震类型的空间分布特点,对鄂尔多斯周缘地震进行分区,各分区主余型地震占多数,多震型地震主要集中在鄂尔多斯北缘和东缘中北段,孤立型地震在鄂尔多斯西缘南段、南缘和东缘南段比例较高.