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。     

应用综合震源机制解法推断鄂尔多斯块体周缘现今地壳应力场的初步结果

利用2007年8月1日至2013年7月21日发生在鄂尔多斯块体周缘的8499个地震的49844个P波初动符号资料,应用综合震源机制解法获得了鄂尔多斯块体周缘0.25°×0.25°的精细地壳应力场,所得应力场结果基本上覆盖了整个鄂尔多斯周缘地区.研究结果表明鄂尔多斯周缘地壳应力场具有以下特征:(1)在环绕鄂尔多斯周缘的银川—吉兰泰断陷带、河套断陷带、岱海断陷带、山西断陷带和渭河断陷带内,综合震源机制解结果以正断层型为主,且综合震源机制解节面走向大体与控制断陷带边界的主要断裂走向相一致,与鄂尔多斯周缘断陷带现今的拉张状态相一致.(2)在鄂尔多斯西南缘,综合震源机制解类型主要为逆冲、逆冲走滑和走滑型,反映了鄂尔多斯块体在西南缘受到青藏高原北东向挤压作用.鄂尔多斯西南缘的应力场的主压应力方向在远处为东向,源自于青藏高原向东北挤压作用,靠近鄂尔多斯块体表现为北东—南西向.(3)P轴方位在局部地区变化较大,但总体呈现规律性变化.P轴方位在鄂尔多斯块体西缘,从南向北,主压应力轴方位更加偏北;在其北缘,由西向东,主压应力轴方位更加偏东.在其南缘和东缘,主压应力轴方位变化不大,大体上平行于控制各断陷带主要断裂走向.P轴倾角在西南缘为近水平,在其周缘各盆地内P轴倾角近直立.(4)T轴方位总体表现为北西—南东向;在鄂尔多斯周缘各断陷带内,T轴走向大体与控制断陷带主要断裂走向以及断陷盆地走向相垂直.(5)鄂尔多斯块体在其西南角受到来自青藏高原的北东向挤压和其东北角深部物质上涌形成的北西—南东向拉张力联合作用,上述作用使得鄂尔多斯块体周缘地区除西南区为挤压区外,其余区域均为剪切拉张区,与先前研究认为鄂尔多斯周缘地区处于引张应力场作用相符合,较好地解释了环鄂尔多斯周缘的断陷盆地构造,亦符合鄂尔多斯块体东西两侧的右旋剪切拉张带以及南北两侧的左旋剪切拉张带的认识.     

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。     

川滇菱形块体中部现今构造应力场精确求解

自Global CMT和前人文献中搜索了1973～2015年间的34条中小地震震源机制解并进行分析,根据震级对每个地震震源机制解进行加权处理,采用网格搜索法反演了川滇菱形块体中部区域现今构造应力场。结果表明,川滇菱形块体中部区域整体以走滑断层类型为主,而西部呈现正断层类型;整个区域应力场受到近NW向挤压,NE向拉张,应力形因子为0.1。该区域应力场主张应力轴方向近水平,表明有横向的拉张作用。较低的应力形因子表明几乎处于NW-SE向和垂直向的双轴挤压及NE-SW向拉张的应力状态。这种应力状态来源于2种动力作用:(1)在青藏高原物质东流和华南块体阻挡作用下呈现NW-SE向挤压和NE-SW向拉张的走滑应力状态;(2)印度板块缅甸弧对该地区深部的NEE向低角度俯冲作用导致浅部地壳物质具有NEE-SWW向的拉张分量。这2种动力的共同作用导致该地区既出现走滑型地震,又出现正断型地震。     

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。     

山西地区的地壳应力场

根据近20年山西地区的震源机制结果,得出了山西地壳应力场存在着有别于华北应力场的局部小区域应力场,这种小区域应力场在中部断陷盆地都是以北西—北北西向的水平拉张作用为主,而在东、西两侧隆起区则是以水平挤压作用为主的结论.但如果把上述断层面解中的所有P轴、T轴再分别投影到吴尔夫网上,得到是一个一致性很好的断层面解,由此推断山西地区的平均应力场的主要特征与华北应力场的基本特征完全相同,而山西局部小区域应力场的特征随之消失.     

张强凹陷及邻区的构造应力分析

通过对张强凹陷及邻区露头构造形迹和岩心裂缝测量的应力分析，把该地区的地质历史划分出自太古代以来的８个构造期，确定了各期构造应力场状态及构造组合形式，认为晚侏罗世及白垩纪古构造应力场是断陷盆地形成、发展的主要应力场，晚侏罗世为近东西向拉张的构造应力状态；阜新组沉积期末至泉头组沉积前，由东西向拉张转为近东西向挤压，导致断陷阶段结束和上侏罗统变形；白垩纪为东西向挤压，早期区域整体沉降，晚期大面积隆升遭受剥蚀。早第三纪期为北西－南东向挤压，晚第三纪以来北东东－南西西向挤压。新生代的两期应力场仅使一些断裂继续活动，变形强度小于前两期     

三峡及邻区构造应力场与震源机制解及其关系的初步讨论

本文根据实际资料的讨论,认为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。由震源机制解求出的主压应力轴为北北东向和北西向。震源机制解的主应力是在区域构造应力场北东东向主压应力作用下,使得该区北北西—北西向构造系的有关结构面进一步发生剪切破裂错动和地震时产生发射波的主应力。或者是己释放了能量的那部分形变中所具有的主应力。它与区域构造应力场不能等同。     

于田2008年和2014年两次MS7.3地震孕育的应力环境

2008年3月21日新疆于田发生M_S7.3级地震,2014年2月12日于田再次发生M_S7.3级地震,两次地震相距约110 km.但是,前者震源机制为正断层,后者震源机制为左旋走滑断层.为进一步探讨这两次地震的孕育应力环境、发震机制及其动力学成因,本文进行三维有限元数值试验分析,计算了该区域在GPS约束条件下的速度场、应力和应变场变化,并与实际观测资料进行对比.数值计算得到的区域内几条主要大的走滑断层错动性质,与实际地质观察到的断层左旋或右旋性质吻合,验证了计算结果的可靠性.结果表明于田及其临近区域整体上处于北东-南西向挤压和北西-南东向拉张状态.在GPS速度约束条件下,2008年于田地震震中区域最大主张应变率大于最大主压应变率,处于以拉张为主的应力状态,NE走向断层受到北东-南西方向的拉应力作用,从而形成正断层;2014年于田地震处于拉张应变率与压应变率几乎一致的区域,NEE走向断层在NE-SW主压应力和NW-SE主张应力作用下发生左旋走滑.     

延怀盆地活动断裂运动与现代构造应力场

延怀盆地包括延矾、怀涿两个相互连通的次级盆地.野外地震地质调查和断裂滑动观测表明:延矾盆地NE向活动断裂以右旋走滑为主,兼具正断层分量;怀涿盆地NE向活动断裂以正断为主,兼具右旋走滑分量;盆地内NW向断裂以左旋走滑为主,兼具正断层分量.采用野外观测取得的10个测点337条活断层擦痕数据,利用由断层滑动资料反演构造应力张量的方法,计算获得了研究区现代构造应力场的主要特征:延矾盆地现代构造应力场以NEE-近EW向挤压、NNW向-近SN向拉张为主要特征,应力结构均为走滑型.其最大主压应力(σ1)方向为N74°～88°E,平均倾角18 °;最小主压应力(σ3)方向为近SN,近水平;中间主应力(σ2)倾角较陡,近垂直.怀涿盆地以NNW向拉张为主要特征,应力结构为正断型为主.其最大主压应力(σ1)平均倾角68°,近垂直;中间主应力(σ2)倾角较缓,最大的不超过35°;最小主压应力(σ3)方向为NNW-近SN向,近水平.断层滑动反演的结果与北京及周边地区由震源机制解资料反演分析结果基本一致.     

青藏块体东北缘近期水平运动与变形

利用青藏块体东北缘地区13、1年GPS观测资料，给出了本区地壳水平运动速度场及视应变场分布图，提出了由位移观测值直接求解块体旋转和变形参数的方法，初步研究了本区构造块体运动与变形特征.结果表明：①本区存在整体性向东-东南方的运动(速率约mm/a)；②南部的甘肃-青海块体的运动较快，而北部的阿拉善块体的运动较慢，二者运动速率相差近6mm/a，祁连-海原断裂带左旋走滑运动显著.③自西向东存在北北东-北东东向压性运动；④阿拉善块体、甘肃-青海块体内部存在北西西向张性变形，阿拉善块体的整体张性变形更显著，鄂尔多斯块体西侧的块体交接地带为压性运动.     

长江带现代地震构造应力场分布特征

根据长江带76个地震震源机制解与17个小震综合断层面解的结果统计分析,得到该带地震应力场主应力方向的优势分布。表明该带处于北东东—南东东向挤压和北北西—近南北向引张的构造应力作用之中。在力的性质上,该带水平张应力高于水平压应力,斜向压应力又高于斜向张应力,与华北地区比较,主应力方向相对向东南方向偏转,该带水平力和斜力所占比例均高于华北地区,同时讨论了该带中三个分区的现代构造应力场分布及它们的力源关系。     

太行山麓淇县—新乡—焦作地区现今构造应力状态与地震活动关系

本文根据现今断裂活动特征、地下水活动、震源机制等资料初步研究了河南省淇县—新乡一焦作地区的现今构造应力状态。并结合有限元分析计算,初步探讨了应力状态与地震的关系。最后指出了该区有可能发生中强地震的构造部位     

西-海-固地区垂直形变分析及地震趋势研究

通过对西（吉）-海（原）-固（原）地区垂直形变场的演化分析表明:①90年代以来,垂直形变场升降差异运动减弱;②现今青藏亚板块对鄂尔多斯地块西南缘（西-海-固地区） 的 NE 方向挤压应力有所减弱,华北亚板块 SW 方向挤压应力有所加强;③鄂尔多斯块体周缘小震出现的活跃状态,可能是由于青藏亚板块挤压应力的减弱而造成鄂尔多斯块体水平挤压应力场的“失稳”,以及华北亚板块挤压应力相对增强的结果。     

空间大地测量GPS揭示的汾渭盆地及其邻域现今地壳应变场变化特征

利用汾渭盆地及其邻域2001—2007年与2009—2011年高精度GPS监测资料,基于区域构造特点,采用块体运动应变模型结合数理统计假设检验法,建立了区域合理的地壳运动应变模型,基于此定量研究了区域现今地壳应变场及其变化特征,特别是2008年汶川强震对汾渭盆地区域变形特征的作用影响,同时从盆地整体上分析了盆地内多发的地裂缝灾害与区域整体构造变形特征之间的内在关系.研究结果表明:经统计检验判断,选择合理的区域地壳运动应变模型,对获取真实反映区域实际构造变形特性的应变参数具有重要的作用;2008年汶川强震对青藏东边缘地块及渭河盆地西侧局部地区应变场造成一定的影响,但是震后上述区域并没有出现显著的应变积累而是呈现出应变量值较震前减小的特征,分析其原因可能是因为此区域并不是强震造成的库仑应力显著增加区,在震后2009—2011年时间段内处于构造应力场的松弛调整期;汶川强震没有显著改变研究域现今整体的构造变形背景特征,区域地壳构造活动特征仍具有较好的继承性;基于研究域构造块体具有各向同性连续弹性变形的前提,初步推断整个汾渭盆地内多发的地裂缝灾害可能是区域NW—SE向拉张应力场作用下的地表破裂响应.     

汾渭断陷带现今垂直形变与近期地震活动性

本文针对2008年汶川地震后鄂尔多斯块体周缘出现的小震活跃现象, 利用分布于汾渭断陷带不同部位的跨断裂水准资料, 分析了其近期的垂直形变演化过程。 结果表明: ① 各水准剖面的垂直差异运动幅度基本稳定在±20 mm之间, 且在小震活动期间未出现明显的形变异常; ② 鄂尔多斯块体周缘近期小震活跃可能是缘于汶川地震后, 青藏块体挤压应力减弱, 华北块体对其推挤作用相对增强而造成鄂尔多斯块体的水平挤压应力场的“暂态失稳”所致。     

鄂尔多斯地块西缘定边-景泰地壳和上地幔电性结构分析

给出了定边－景泰大地电磁剖面探测结果并对其进行了分析．鄂尔多斯块体内部电性结构简单,电性界面成层性好,而在其西缘弧形断裂带,电性结构复杂,电导率横向变化较大．在弧形断裂带上地幔低阻层埋藏深度加大,这与北面的银川断陷盆地上地幔结构上隆形成反照,经分析认为银川断陷盆地属于拉张性质,而弧形断裂带属于挤压性质,由于均衡调整作用,造成了两者上地幔结构的反差．深部电性结构在大罗山－惠安堡之间有一局部上隆,经分析认为此处可能为深大断裂,南北构造带仅在此通过．     

8.1级震后青藏块体东北部水平形变态势与地震有序活动研究

青藏块体东北部2003年最新GPS复测揭示：昆仑山口西8．1级地震后本区水平运动变形较前变异显,以甘青块体西部出现的与NE向挤压背景相反的张性运动变形为主要标志,且区域总体应变幅度增大。结合地震有序活动分析认为：本区目前的水平运动变形态势,与8．1级大震及随后青藏块体中西部发育的NE向中强以上地震条带在较短时间内释放了大量的压应变,使得青藏块体北部区域NE向推挤的应力场失衡(西侧的区域应力场强度衰减、东侧的应力场增强)密切相关;因而青藏块体北部大区域应力场趋于平衡过程将有利于块体东北边缘应力应变加速积累和破裂错动。     

Recent tectonic stress field and major earthquakes of the Bohai Sea basin

Introduction The present Bohai Sea is a half-closed shallow one in the continent, located at the northeast to North China, with an area about 7.3104 km2. Geologically, it is situated in the northern North China basin and of a short development history. Previous studies (WANG, LI, 1983; Institute of Oceanology, Chinese Academy of Sciences, 1985; HUANG, et al, 1993) show that the Fu-jian-Lingnan uplift in the East China Sea continental shelf sank gradually into the oceanic bottom, mak…