青藏高原板内地震震源深度分布规律及其成因

青藏高原板内地震以浅源地震为主, 下地壳基本上没有地震, 地震震源多集中在15~40 km的深度范围, 主要在中地壳内, 呈似层状弥散分布.其中30~33 km深度是一个优势层, 与壳内分层有关.总体上青藏高原南、北部的震源面略呈相向倾斜特征.70~100 km深度区间出现了比较集中的震级较小的地震, 可能与壳幔过渡带的拆离作用有关.高原内部的正断层系与板内地震密切相关, 是板内浅源地震的主控构造.总之, 青藏高原地震震源沿着活动的上地壳脆性层与软弱层之间的脆-韧性过渡带分布.这些板内地震活动属于大陆动力学过程, 与板块碰撞和板块俯冲无关.初步认为青藏高原浅层到深层多震层的成因分别是韧性基底与脆性盖层、韧性下地壳与脆性上地壳、韧性下地壳与脆性上地幔的韧-脆性转换、拆离和解耦的产物.      

大陆板内地震的发震机理与地震预报——以汶川地震为例

大陆板内地震主要产于新生代厚壳造山带或高原,在平面上呈弥散状分布,在剖面上震源沿中地壳成层分布,为浅源地震.盆山活动断层系统呈规律性组合,盆山挤压边界为逆冲型压性发震断层;盆山走滑转换边界为走滑型扭性发震断层;造山带内部主要是伸展型张性发震断层.大陆板内地壳分层流变作用制约了板内地震的构造物理过程.大陆下地壳韧性流层为地震活动提供了热能,热软化和热融化介质发生缓慢的韧性流动,是孕震构造;中地壳韧-脆性剪切带发生热-应力转换,聚积应力和应变,为蕴震构造;当下地壳流动在中地壳积累的应变超过上地壳特定构造部位介质的应力-应变极限时,上地壳形成脆性发震断层,产生地震.震源出现在上地壳脆性断层与中地壳脆-韧性剪切带的交汇部位,青藏高原的震源深度通常为12～35 km.目前地震预报是世界科学难题,然而,大陆动力学和板内地震的理论突破可能为短临预报提供了新思路.如果大陆下地壳热动力作用是中地壳产生地震和上地壳发生地震的根源,那么上地壳脆性断层活动会释放出地壳深部的热流体和热气体,引起局部的地温异常、水文异常和大气异常.建议从大气到地表再到地下系统地监测活动断层带及邻区的地下水、地表水、大气的温度异常和成分变化,结合观测下地壳流层厚度、地应力-应交变化、重力异常、磁异常、地电异常等,综合评价地壳活动性和发震可能性.2008年5月12日发生的里氏8.0级汶川地震处于龙门山造山带与四川盆地的构造边界上,是典型的大陆板内地震,震源处于映秀-北川断层上,震源深度为12 km.350 km长的地表破裂带呈右行左阶雁行排列在具有逆冲和右行走滑性质的汶川-茂县-青川、映秀-北川和江油-都江堰3条断层带上.下地壳的韧性流动伴随中地壳韧-脆性剪切带应力和应变的积累,产生上地壳脆性活动断层,并控制地表破裂带和滑坡的分布.     

浅论河北板内构造应力场

地壳上所有一切构造变形都是当时地应力作用的结果,构造应力场状态反映了构造现象的本质和内在联系。本文运用河北大量的区调资料,统计分析了纵弯褶皱逆冲断层和共轭剪节理系,利用极等面积投影做了极点图和极密图,用吴氏网做出河北不同时期构造应力场的主应力轴轨迹图。     

中国中,新生代板内变形与构造应力场

在综合区域地质、古地磁、构造变形与古构造应力分析的基础上,作者对中国中、新生代进行了构造期的划分,将其分为6个构造期:(1)印支期(250-208Ma),(2)燕山期(208-135Ma),(3)四川期(135-52Ma),(4)华北期(52-23.3Ma),(5)喜马拉雅期(23.3-0.73Ma),(6)新构造期(0.73Ma以来)。      

板内地震过程的三层次构造模式

地震的本质是一个能量长期积累和突发释放的地质过程。在板内地震特征分析的基础上,我们提出板内地震的三层次构造模式——软流圈上隆的深部构造、中地壳韧性流变层(低速高导层)及其上、下的强硬层组成的中部三明治构造和上地壳浅表脆性断裂构造。软流圈上隆使岩石圈减薄并为震源提供热能和机械能,提升地震三明治构造中韧性流变层的温度,且降低其粘度,相应地加大了高导层与高阻层的能干差,使得热能和机械能引起的应变能在两种不同流变性质介质边界附近强烈集中。三明治构造上面脆性断裂加速了应力集中,当活动断层达到三明治构造边界,即可触发地震的发生,引起应变能、热能的突然释放。基于以上模式,我们初步设计了对三层次构造信息的地震监测系统。     

构造应力场、地震泵和油气运移

本文从中国含油气盆地中断层发育区孔隙流体压力分布和构造应力场特征出发，以莫尔国及岩石破裂包络线理论深入探讨了不同条件下造成岩石破裂的机理，指出构造应力是油气运移的动力之一，地震泵在断裂发育区是油气沿断层作垂向运移的重要作用过程。     

“板块构造与大陆构造”专题讨论——大陆构造与板内地震

板块构造理论是地学研究的一次革命,它推动了当前地球科学的发展。但是用刚性板块运动学的理论不能解释大陆内部复杂的构造形变作用和强烈的地震活动,大陆构造理论是在板块构造的基础上加以补充和发展,本文简要地介绍大陆构造研究的要点,特别是大陆构造与板内地震活动的关系。我国是一个以大陆为主体的多震国家,板内地震活动应结合岩石圈结构、块体运动学和流变学进行研究。     

丽江地震区应力场研究

通过现场调查工作,研究了丽江地区主要活动断裂的特征及现代活动性,分析了该地区构造应力场演化历史及现今构造应力场特征,探讨了丽江地震产生的机制,然后用离散元方法对该地区现今应力场进行了二维模拟,并进而深化了对丽江地震区应力场的认识。丽江地区处于川滇菱形断块的西南部,巨甸-九子海断块二级断块中的玉龙雪山-九子海三级断块上,该断块介于近南北向的楚波-白汉场断裂、北东走向丽江-小金河断裂和北西向中甸-永胜断裂之间,平面上成一顶角向东的三角形。在近南北向现今应力场的作用下,北东向的丽江-小金河断裂左旋走滑,北西向的中甸一永胜断裂右旋走滑,使两者所夹持的巨甸-九子海断块的主体部分发生向西的位移,在两者的复合部位,即断块的尖端附近,形成了局部的近东西向的拉张应力环境,从而使处于该部位的南北向玉龙雪山东麓断裂于1996年2月3日因发生了正断错动而导致了7．0级地震的发生。该地震后第三天,在其震中的正南方又发生了一次6．0级余震,其地震破裂是由北向南的一种撕裂,进而说明,本次地震的发生是由于玉龙雪山东麓断裂与中甸一永胜断裂复合部位拉张应力的强烈集中造成的。     

1983年乌取地震序列特征与构造应力场间的关系

1983年乌取地震序列有明显方位界限,不仅为主震和余震的分析,而且也为了解它们之间的成因联系提供了机会。主震震源参数用强震记录的波形分析与主震相关的断层呈走滑断层,断层参数估计如下:长度5km,地震矩5.5 x 10~(24)平均位移50cm和应力降为3.9MPa。余震空间的分布,大体与主震以后剪切应力增加最大部位相一致。大多数余震发生在高的最大剪切应力区,但有少数例外。余震机制的研究结果是通过比较最大剪切应力分布和主应力轴方位得到的,主应力轴方位是对相应的断层面解作理论计算得到的,研究结果表明,环境构造应力需要考虑已观测的余震机制。作用在乌取地区的压力估计为40MPa或更大些,它与主震断层面走向呈35°～40°角,地震序列的精确观测和分析表明,在一个地震构造区内估算构造应力是可能的。     

从断裂构造形迹分析汶川地震构造应力场特征

通过对四川汶川地震野外断裂构造形迹的实地考察的部分资料,结合汶川地震震源机制解等,分析了该区域构造应力场特征,对研究该区域地震活动有一定的指导意义.     

汶川地震前后龙门山地区区域构造应力场演化的数值模拟

以龙门山地区为研究对象,采用数值模拟方法,通过模拟强震发生前后以及发生时的构造应力场特征,得到了龙门山地区构造应力场变化规律。结果表明,龙门山地区在汶川地震到地震时到地震后的最大主应力和剪应力的数值和方向均发生了改变,最大主应力方向整体上由NEE变为SEE,但在不同地区这种变化表现有所差异。剪应力在震前和震时均有局部区域出现了集中,特别是在映秀附近; 但在地震后,区域内剪应力相对均匀分布,而且与地震前相比,剪应力在龙门山前山断裂和龙门山中央断裂分布的值明显减小,在后山断裂附近分布的剪应力数值增大。同时地震后剪应力在龙门山中央断裂上集中的区域逐渐向东北方向移动。应力场变化规律与地震时的地表形变规律和震后余震的分布规律一致。     

1668年郯城8 1/2 级地震构造应力场分析

1668年郯城8 1/2 级地震,发震断层南起郯城窑上北到莒县土岭,全长为130 km,由5条北北东走向的活断层段组成。郯城地震断层南段沿沂沭断裂带内的F₂断裂分布,倾向南东东,倾角为30°～60°。北段紧邻F₁断裂分布,倾向不稳定,倾角较陡(多为70°以上)。南段表现为右行逆冲或逆右行的运动性质,北段则以右行走滑为主。郯城地震断层南、北两段均发育断层泥带、断层角砾带和碎裂带,南段总宽度为几米到十几米,北段总宽度为几十米到近百米,局部发育多条断层泥带。郯城地震断层的排列方式及其几何学特征表明:为老断层复活,而非新生断层。通过断层擦痕的反演同震应力场显示:北段为北东东-南西西向挤压应力场,南段为北东-南西向的挤压应力场,该地震是发生在区域性挤压应力场状态下。这种应力场空间变化可能是地震断层几何学空间变化导致的。其同震应力场与该地区现代区域应力场是一致的,这说明郯城地震并未造成震后应力场调整或震后应力场调整时间较短,未影响到现今应力场。     

燕山式板内造山作用在北京西山的

尽管在造山模式、成因机制方面存在分歧，但板内造山作用及其表现特征在现阶段业已引起众多学者的关注并进行了深入研究。受到燕山式板内造山带研究思路和成果的启示，经对比研究认为，北京西山地区在大地构造位置、大地构造属性及大地构造演化等方面具有板内造山的特征；逆冲推覆构造、变质核杂岩及独特的区域构造组合样式等构成了该区燕山式板内造山的基本地质构造要素；基于北京西山的地质实践，提出了对用板内造山的观点在该区深入研究若干新方向。