华北地区断层运动与三维构造应力场的演化

利用华北地区断层形变测量资料，通过三维有限元模型，数值模拟了华北地区三维构造应力场的演化过程，得到了1986～1997年以一年为时间尺度的演化图象，并分析了应力场的演化特征；结合华北地区该时间段内的地震活动性，初步探讨了应力场的演化过程与地震活动性的关系．      

利用GPS观测结果研究华北地区现今构造应力场

根据１９９２年和１９９５年两期ＧＰＳ测量结果所获得的位移场和应变场,结合丰富的地质资料,利用有限元方法对华北地区现今构造应力进行了模拟。计算结果表明;华北地区现今构造应力场主压应力方向为ＮＥＥ,其边界力除受ＮＥ５５°－ＳＷ２３５°方向的压应力作用外,同时还受到ＳＥ１２０°－ＮＷ３００°方向的拉张力作用,其中ＮＥ－ＳＷ的压应力量值较大,约为ＳＥ－ＮＷ向拉应力的两倍,这个结果与震源机制解所获得的应力场     

构造应力场模拟——有限元理论、方法和研究进展

采用有限元数值模拟方法对构造地质问题进行描述和定量化求解是当前地质学领域的研究的一个热点,在近10年以来取得了重要进展,形成了比较完整的理论和技术体系,并在一些典型的地质构造带获得了重要的研究成果。本文以有限元数值模拟方法理论作为出发点,总结分析了国内外有限元数值模拟方法在构造应力场领域的研究进展情况和技术方法,并讨论了其目前存在的问题和未来发展方向。     

利用水位资料反演华北地区构造应力场变化

本文选取华北地区观测条件较好的63口水位观测井资料, 运用小波分析法去除各井水位资料中的短期高频信息, 提取出能反映水位多年动态变化的趋势信息, 并利用各井水位趋势变化数据反演出华北地区多年构造应力场变化图像, 结合其它水文资料, 探讨了华北地区近年来的构造应力场变化特征。     

锦屏水电站及外围地区现今构造应力场的有限元单元法模拟

现今构造应力场是评价工程地区稳定性最重要的因素之一,特别对大水电工程建设具有重要意义,为此,以锦屏水电站及其外围地区为区,在野外地质调查及室内综合分析基础上,并考虑到川西－滇北地区构造应力场对锦屏水电站及其外围地区的影响。     

东亚地区应力场的三维数值模拟

本文利用三维线弹性有限元方法模拟欧亚板块东部(主要是中国大陆地区)的三维构造应力场。计算中着重考虑东亚地区地形对该区地应力场的影响。同时考虑了对边界条件的限制,以及岩石在漫长地质时期中体现的流变性质,并在线弹性解上叠加了静岩压力等因素。 对一系列的计算结果进行数值分析,结果表明: 1.除各板块间的相互作用外,现代地形特征对东亚地区应力场分布情况有重要影响。 2.计算结果中,水平向最大主压应力轴走向在中国大陆地区呈辐射状分布,其中心大体上在青藏高原。随着与西部地区距离的增加,水平向最大主压应力值呈降低的趋势。应力方向和数值上的上述特征与震源机制解及原地应力测量结果是一致的。     

北祁连-河西走廊地区垂直形变与构造应力场关系的初步研究——三维有限元拟合结果分析

根据已知的地震地质资料对北祁连 -河西走廊及相邻区进行了三维有限单元剖分 ,在线弹性条件下 ,拟合了其 2 0a来垂直运动的总体趋势。计算表明 ,北祁连 -河西走廊地区垂直形变的拟合结果 ,与背景应力场的约束形式和变化特征密切相关 ,其中采用构造应力场增强作为加载条件以及稳定地块作为位移约束条件得出的拟合结果与该区域 2 0a来垂直运动的整体分布特点相一致。在此基础上 ,进一步得到其背景应力场增强的量值估算 ,其中SN方向的压力变化为 +0 .11MPa(压为正 ) ,EW方向的压力变化为 +0 .0 4MPa(压为正 ) ,EW方向的压力变化量是SN方向的 3倍左右。此外 ,根据计算得到的 10～ 15km深处剪应力增量Δγxy的分布情况 ,对比中强地震震源分布可以看出 ,剪应力增量与震源在空间分布上有一定的关联性。震源往往分布在剪应力增量变化较剧烈处 ,从而证实了拟合得出的构造应力场具有一定的合理性     

南海及邻域现代构造应力场的数值模拟

将南海及邻域的现代构造应力问题视为弹性板的平面应力问题,用有限元法对现代构造应力场进行计算。以海沟俯冲带为主要边界,全区离散成1130个单元和612个节点。根据各单元的地壳厚度、P波速度、密度以及泊松比将区内地壳分成5种类型。考虑了4种外力作用方式,这些外力分别反映了印澳板块和菲律宾海板块对研究区的作用力大小和方向。将计算得出的最大主压应力方向与震源机制解的P轴方向进行比较,选择一种和后者符合最好的边界条件和计算结果作为可取模式,并分析了南海及邻域现代构造应力场的分布格局。     

利用深井地下水位动态研究大华北地区现今构造应力场状态

在水平层状含水层(一维)模式下, 根据含水层应力与井水位变化之间的定量关系表达式, 利用华北地区40多口深井水位动态变化资料, 探索研究华北地区现今构造应力场状态。 即水位上升代表构造应力场压性增强张性减弱; 水位下降代表构造应力场压性减弱张性增强。 初步研究结果表明, 1995~1998年华北北部地区张家口-渤海构造带和山西构造带北部水位普遍上升, M_S5.0以上地震活动频繁; 1999年以后华北地区水位普遍处于下降状态, 反映了华北地区1999年以来构造应力场状态以张性为主, 整个华北地区M_S5.0以上地震活动处于相对平静状态。 该结果可为华北地区地震活动性预测研究提供应力场背景信息。     

巴西构造应力场的遗传有限单元法反演

基于观测的主应力方位资料,应用遗传有限单元法对巴西及邻区边界位移和板内力源进行了反演,确认了前人的研究结果：板块边界作用是控制区域应力场的主要因素,山脉和海岸地形造成的扩展力是控制应力场的一个重要因素．同时显示了板块在垂直载荷下的弯曲对局部水平应力场造成相当的影响．反演结果也表明,除了过去公认的东西向挤压作用外,巴西还受到相当明显的南北向构造作用．它的存在与最近ＧＰＳ资料的分析是一致的．研究还表明遗传有限单元法是偏微分方程反演问题求解的一种有效方法．     

华北北部构造应力场

本文根据震源机制、原地应力测量、小震应力降和形变测量等资料，结合有限元数值计算的结果，研究了华北北部的构造应力场特征，并根据库仑剪切破裂准则，进一步研究了强震危险区的应力标志。结果表明，强震危险区的应力标志是：（１）最大剪应力相对集中的高值区；（２）围压相对较小的引张区；（３）发震断裂走向与临界走向断裂的走向相同或相近，据此，综合判定研究区未来的强震危险区主要有４个，若依危险程度的大小顺序排列，则     

华北地区中部地震精定位与构造应力场研究

选取华北地区中部2008年1月至2012年12月741次地震事件的波形文件,读取P波初动极性以及P、S波震相到时.利用波形互相关技术,精确计算地震对到时差,结合读取出的震相到时数据,采用双差定位法,对这些地震进行了重新定位,获得了468个地震的精确重定位结果.相比于初始结果,精定位结果在平面分布上更为集中,沿断裂带分布特征更明显;深度也更为合理.在新河断裂附近,存在明显的地震集中条带,整体走向约为北偏东35°,通过剖面分析,发现该断裂倾角很高.依据地震精定位获取P波射线参数,利用P波初动极性,采用改进的格点尝试法,计算了区内单个地震震源机制解及小震综合断层面解,并结合已有的应力数据,综合分析了区内构造应力环境.结果表明,华北地区中部现今构造应力场保持稳定,为最大主应力轴北东东一南西西向,最小主应力轴北北西-南南东向的走滑型应力状态.     

板块边界构造应力场的反演及其对华北地震的影响研究

利用全球震源机制解资料,采用力轴张量计算法,反演中国大陆附近板块边界线上的构造应力场空间分布,其最大主压应力轴的方位角与GPS研究得到的板块运动方向一致,太平洋板块西边界和菲律宾板块琉球岛弧段的最大主压应力轴的倾角与板块俯冲倾角基本相当,因此认为该方法反演的构造应力场真实可靠。1999年、2005年和2011年太平洋板块日本本州段的最大主压应力轴方位角存在转折现象,震例总结显示该转折现象往往对应华北地区5级以上,甚至6级左右地震,但2011年的转折变化对应华北地震的震级在5级左右。根据对太平洋板块西边界的分段研究,认为2011年的转折变化主要是由42°~50°N段的构造应力场转折引起的,而该段从地理位置结合俯冲方向来看,影响的主要地区是东北地区,而对华北的影响相对较小,因此导致对应地震的震级偏低。1992—2000年菲律宾板块琉球岛弧段的最大主压应力轴方位角存在大幅度、长时间的逆时针偏转现象,分析认为是造成同期华北南部地区发生多次具有典型华南应力场特征地震的原因。     

1976年唐山地震前后华北地区现代构造应力场的时空变化特征

通过对华北地区1963～1998年间126个地震(Ms≥4.7)震源机制解的逐一筛选,运用逐次收敛法对中国华北地区现代构造应力场进行了反演分析,发现该地区现代构造应力场的方向在时间和空间上存在着较为明显的演变特征①中等主应力σ2基本上是近垂直的,最大主应力σ1和最小主应力σ3都接近水平,σ1、σ3的方位在时间和空间上则存在着一定的变化;②1976年唐山地震以前,该地区现代构造应力场的方向基本一致,最大主应力σ1的方位角为68°(北东东向);③1976年唐山地震以后,华北地区现代构造应力场的方向发生了一定的变化,华北北部地区和郯庐断裂带以东地区现代构造应力场的方向没有明显改变,最大主应力σ1的方向仍为北东东向,方位角保持68°不变,而华北中南部地区最大主应力σ1的方位则发生了顺时针的转动,方位角变为87°(近东西向).     

青藏高原现代构造应力状态及构造运动的三维弹粘性数值模拟

根据现有的地球物理和地质资料，建立了青藏高原三维弹－粘性有限单元模型，模拟了由地震震源机制解和地质调查资料推断的高原岩石圈的构造应力状态，并模拟岩石圈物质的运动特征，着重考察高原物质向东南方向运动的可能性，并把模拟结果与实际资料结果进行比较。施加载荷时考虑了处于Ａｉｒｙ均衡条件下的高原地壳的重力势能和底面浮力，以及水平边界的挤压作用，根据试错法的试验结果，能够符合观测结果的模型边界条件表明：①印度     

The Spatial and Temporal Variatiion of Modern Tectonic Stress Field in North CHina before and after the 1976 Tangshan Earthquake

By using 126 earthquake focal mechanism solutions (M S≥4.7) during the period of 1963～1998, modern tectonic stress field in North China is inverted by means of the step by step convergence. The inversion results indicate that the tectonic stress field in the research region is clearly variational in space and time: (1) The middling principal stress axis σ 2 is basically vertical. The maximum and minimum principal stress axes σ 1 and σ 2 are nearly horizontal, but the azimuths of σ 1 and σ 3 are inconsistent in different districts and periods. (2) Before the Tangshan earthquake in 1976, the three principal stress axes are uniform. The azimuth of maximum principal stress axis σ 1 is 68° (striking in a NEE-SWW direction). (3) After the Tangshan earthquake, the maximum principal stress axis σ 1 and minimum principal stress axis σ 3 have variations in different districts. In the northern area of North China and on the eastern side of the Tancheng-Lujiang fault zone, the maximum principal stress axis σ 1 is also striking in a NEE-SWW direction. Its azimuth is 68°. It is the same as that before the Tangshan earthquake. In the southern area of North China, the maximum principal stress axis σ 1 is striking in a E-W direction and its azimuth is 87°.     

广西及其邻区现今构造应力场研究

在分析研究前人资料和成果的基础上,结合野外地质调查和室内研究,从新构造应力场、地震、形变、地幔对流等方面对广西及其邻区的现今构造应力场进行了系统分析和研究,并用数值模拟方法对所得结果进行了验证。认为:广西及其邻区现今构造应力场的主压应力方向在桂西北和桂北为NW向,在桂东和沿海一带为EW向,这两种应力在桂中附近汇合形成过渡构造;受海南地幔热柱的影响,北部湾和雷琼地区向南拉张,形成SN向主张应力。     

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。     

兰州地区现代应力场的构造解析

在对兰州地区兴隆山北缘断裂、白杨树沟断裂和西湾-雷庄断裂等的活动性研究的基础上,根据断裂擦痕斜角资料,结合区域其他构造应力场资料,应用构造应力解析方法计算了兰州的构造应力场。研究结果表明:①兰州地区区域构造应力场主压应力方向总体在NE到近EW向的范围内;②现今构造应力场继承了更新世以来的构造应力场;③深部和表层构造应力场基本一致;④区域构造运动是以水平构造应力为主导的。