鄂尔多斯块体周缘地壳应力场与断层面参数的研究

正本论文基于地震孕育和预测的两个“关键问题”——应力与断层,围绕历史上强震多发、活动特色鲜明、正断层系的鄂尔多斯块体周缘开展详细研究,主要研究内容包括以下3方面:(1)由P波初动资料,应用综合震源机制解法计算了鄂尔多斯块体周缘的地壳应力场;(2)对其周缘的地震丛集群应用双差法进行重定位研究;(3)基于重定位结果,应用由小震分布确定     

华北地区的震源机制与地壳应力场

本文分析了1937——1979年华北地区(30——42N,105——124E)根据其可靠程度和地区分布选择的48个地震震源机制。结果说明强震(M6)的一致性很好,主压应力轴(P)大都为北东东-南西西向,主张应力轴(T)大都为北北西-南南东向,并且都近于水平;N轴大都较陡;两组节面的走向分别为北北东向和北西西向;华北地震主要为走滑断层类型。某些中小地震的结果偏离于上述的一致性,可能是由于局部因素的影响,因此,一次中小地震的震源机制结果,不足以反映区域应力场的概况。     

青藏块体东北缘潜在强震震源研究

依据单一力源模型的基本原理 ,利用青藏块体东北缘多年来水准观测垂直位移资料 ,反演该区 2 0a来中强地震的潜在震源力学参数与未来可能的危险区域 ,得到 :①如果确定所选研究区仅有一个等价强震力源 ,反演的强震力源与实际震中符合度较好 ,这对中强地震地点的预测有一定的参考价值 ;②在青藏块体东北缘6级左右的地震 ,比较合理的可研究范围一般为震源有效半径的 1 0倍 ,对应的等价力源的量级约为 1 0 1 1 N ;③从 1 995～ 2 0 0 0年的分区模拟结果看 ,在祁连的中段存在一个潜在的等价强震力源 (1× 1 0 1 1 N) ;另外 ,在青海与甘肃南部交界处存在一个潜在的等价强震力源 ,该力源深度为 5km ,大小达到 5× 1 0 1 1 N。     

华北平原强震构造带与潜在震源区划分

在莫尔-库仑理论中引用Drucker-Prager准则,对于基岩断层及其上的覆盖土体建立相应的弹塑性模型,观察在不同力学条件下（张应力、压应力、剪应力）,以及在基岩断层分别为正断或逆断作用下,上覆粉砂质土体和粘土质土体的错动变形。结果表明：在张应力作用下,粘土比砂土更易变形;在压应力作用下,砂土更易变形;而在剪应力作用下,粘土比砂土更易变形,且粘土抗剪强度越大,变形越大。在正断层作用下,在粉砂土与粘性土中所发生的变形并没有大的不同,而在逆断层载荷作用下,粉砂质土体比粘土质土体更容易变形位错。     

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.     

长江三峡地区小震震源机制与地壳应力场

三峡地区地质构造主要由黄陵背斜及其周围几条区域性断裂所组成.地震分布较分散,较大地震多沿断裂带发生(图1)。地震活动具有频度低、强度小、震源浅、能量释放多为单发式等特点。三峡地区震源机制及应力场特征,前人已作了一些工作。鉴于本区属于重大的水利工程所在地和弱震区的特点,作者利用最近的新资料,采用文献〔1〕的方法,求解众多小震的“平均震源”节面及相应力轴的方向,并对本区地壳应力场特征作了一些讨论。     

地壳块体应力场动力学演变过程仿真的初步研究

动用三维非线性动态有限方法,研究华北地壳块体对渤海、黄海潮汐水位变化的动态响应,得出该块体中各力学量随时间演变的数据结果以及动态、直观的三维体育场映象,并以此探索计算力学与地学综合研究的途径。从仿真模拟结果可以看出华北地区近期发生的几次在地震均在应力较大或应力变化剧烈的地点。由于动态载荷 的量级小,计算结果的应力绝对值也很小,因此,字种吻合表明较小的动态载荷下的动态响应揭示了际震构造的特征,显示了     

强震前后震源区应力场变化一例

美国夏威夷Kaoiki地区1983年11月16日发生M=6.6地震。取该地区1977-1985年的74次M3地震的震源机制解, 分时段进行系统聚类分析发现:一般年份的震源机制类型和各类型所占比例差别不大;6.6级地震前后出现其它时间没有的直立节面走滑类型地震, 主震亦属此种类型, 此时还抑制了其它时间占优势类型地震的发生。笔者认为, 这是一种可信的前兆现象。取不同时间段震源机制解, 用滑动矢量拟合法反演震源区应力场的结果表明, 6.6级地震前后出现方向较稳定的应力场, 其最大压应力主轴1和最小压应力主轴3分别呈近东西和近南北的水平方向。中等压应力主轴2基本直立, 且前震、主震、余震的震源机制与它们吻合。其它时间的应力场都表现为2取近水平的状态, 相应的地震破裂以低倾角水平滑动为主。强震前后的震源区应力场与其它时段应力状态的显着差异表明, 应力场的变化控制了强震孕育、发生、发展的过程。文中最后讨论了Kaoiki地区特定的环境因素及其作用。      

新疆柯坪块体震源参数的初步研究与应用

采用多台多地震联合反演的方法得到了新疆柯坪块体2006-2008年53次MS≥3.0中小地震的震源谱,进而计算了103次MS≥2.5地震的应力降、地震矩、震源破裂半径、视应力等震源参数,并讨论了它们与震级之间的关系。在此基础上分析了2006年以来柯坪块体上普昌断裂两侧区域及整个块体上应力降和地震视应力空间演化特征,并结合柯坪5.2级地震对研究结果应用于地震趋势预测和短临跟踪的可行性进行了探讨。     

柯坪块体震源介质参数测定

应用2011年1月-2015年4月柯坪块体及周边数字地震台站（38°-42.5°N,75°-80.5°E）记录的3.0 ≤ M ≤ 5.0地震事件,结合柯坪块体介质品质因子和各台站场地响应,计算各地震应力降、地震矩、震源破裂半径、拐角频率等新震源参数,并研究各背景值变化特征及彼此间对应关系。结果表明：柯坪块体地区地震震级与地震矩、矩震级、震源尺度之间表现为较好的正相关性,与地震拐角频率之间呈负相关。地震矩与震源破裂尺度整体呈正相关,但当震源破裂尺度较小时,地震矩变化不大,当震源破裂尺度大于250 m时,地震矩随震源破裂尺度的增大变化较快。由柯坪块体应力降时间分布特征分析可知,研究区具有地震前应力降呈现高值异常、震后缓慢恢复低值的演化过程。     

用震源机制解确定东北地区地壳应力场

利用中、强震震源机制资料和区域小震平均解给出了中国东北地区地壳应力场的分布。由多个震源机制的平均结果得到,东北南部地区(42°30’以南)主压应力方向为NE70°。东北中部地区(吉林省和黑龙江省东南部)主压应力方向近似NE100°,它与深源地震震源机制解P轴一致,可能该区应力场分布受深源地震影响,东北北部地区(黑龙江省和内蒙北部)主压应力方向为NE58°。东北地区浅源地震震源机制解P轴仰角大多数小于30°,表明该区以水平应力为主。由震源机制结果也讨论了中国东北地区地震断层活动状况。     

首都圈地区跨断层形变观测与地壳应力场

通过首都圈地区11个跨断层测点的形变观测资料,将断层两盘作为不变形的刚体来分析断面相对滑动与地表两盘点位相对位移的定量关系,并以唐山地震及其余震为时间界限,将所得的断层滑动矢量分为2大时段,拟合区域2个不同时段的现今地壳上部应力状态,发现首都圈地区依据跨断层形变观测资料反演的地壳上部应力状态在唐山地震前后存在着较为明显的变化特征:1)第1时段(唐山地震及其余震期间),地壳应力状态以NNE-SSW向挤压,NWW-SEE向拉张为主要特征,反映该区构造应力场在NNE-SSW向的构造应力作用是逐渐增强的;在NWW-SEE向,其构造应力作用相对于NNE-SSW向有所减弱,表现为相对松弛状态.2)第2时段,在唐山地震及其余震之后的3个次级时段内,地壳上部应力状态以NNW-SSE向拉张为主要特征,表明在唐山地震及其余震之后,研究区的构造应力作用一直处于近SN向的松弛状态.     

澄江5.2级地震的震源机制、震源应力场和震源断层

利用地震波资料对澄江5．2级地震序列的震源机制、震源应力场和震源断层作了分析研究。结果表明，整个序列发展中，震源区及附近、构造应力场以南东东方向、水平作用为主的压应力场为主。其次还有南南东向、水平作用为主的压应力场的作用。由序列震源机制解分析，主震发震断层是走向北北东、倾角较陡的断层面，在南南东－南东向，接近水平的压应力场作用下，该断层面具有以左旋走滑为主的错动性质。该断层面是序列的主破裂面。在序列发展过程中，北西西－北西向断层也参与了活动。有的余震，虽然发生在与主破裂面一致或接近的断层面上，但破裂错动的旋性发生了变化，出现了相对主破裂事件的反向错动。极少数余震破裂错动性质呈现以倾向滑动为主的特征。在序列发展过程中，破裂面及其错动性质显地复杂。由于强震的发生，主破裂的错动，使得震源区局部应力场状态错综复杂。     

鄂尔多斯块体东北缘地区震源机制和应力场特征研究

选取鄂尔多斯块体东北缘地区(38.5°—42.0°N,109.5°—116.0°E)2008年1月—2018年4月144个ML≥2.5地震事件,利用振幅比和P波初动联合求解震源机制解的方法(FOCMEC方法),得到鄂尔多斯块体东北缘地区(晋冀蒙交界区域)地震震源机制解.利用阻尼区域应力反演方法(MSATSI软件)将研究...     

震源应力场与构造应力场

每个地震按照双力偶模型所得到的震源应力场,有的反映构造应力场,有的反映转换应力场。凡是在已存在的活动断裂上由粘滑发震的震源机制解而得出的P、B和T轴与构造应力场的最大、中等、最小的压力主轴是对应的,只是略有偏离。分析了岩块相对滑动产生的转换应力场,证明由转换应力场所产生的脆性剪切破裂而发震的震源机制解得出的P、B、T轴则与构造应力场三个主轴方向可以完全不符。通过对具体震例分析表明,当考虑了转换应力场之后可对几个地震区的应力场得到统一的解释。因此,在一个地区根据震源机制解来恢复构造应力场时必须先判明:是构造应力的直接作用下的粘滑或剪切破裂,还是转换应力场所形成的、共轭剪切破裂,前者可直接恢复构造应力场,后者则应经过转换寸能恢复构造应力场。     

鄂尔多斯块体西南缘震源机制解与构造应力场特征

正鄂尔多斯块体西南缘地处南北带北段、青藏高原东北缘,是青藏高原块体、鄂尔多斯块体和阿拉善块体的交汇地带。在印度板块与欧亚板块碰撞挤压作用的影响下,该区域构造活动强烈,活动断裂发育,地震活动频繁,历史上曾发生多次6级以上大震。地震的震源机制解携带有大量的震源应力场和震源破裂错动信息,是了解和认识震源及构造应力场状态的有效途径。因此,我们可以通过鄂尔多斯西南缘地区大量的震源机制解信息,获取该区域应力场特征,进     

陕西地区震源参数和平均应力场的研究

利用陕西地区地震台网记录的小震垂直分量最大振幅比测定了陕西地区的震源参数，并用其小震断层面解反演了平均应力场。结果表明，陕西地区最大主压应力方向为北东东向，倾角中等，相对中等主压应力较大，小震断层面呈北西和北东向优势分布。分区试验表明，关中地区与全省基本一致，陕南似乎存在较大差异，其最大主压应力方向为北北西一南南东方向，中等主压应力也相对较小。     

鄂尔多斯块体周缘中小地震震源机制及应力场特征

<正>利用HASH方法计算得到了鄂尔多斯地块周缘2008年1月1日~2014年6月1700个ML≥2.5地震的震源机制解。根据Zoback对震源机制解的分类方法,鄂尔多斯地块周缘地震破裂方式以走滑和正断类型为主,大约占四分之三;另外还存在少量的过渡型,表明鄂尔多斯地块周缘除了以剪切拉张作用为主之外,     

华北地区构造应力场,断层滑动速率与强震的关系

在华北地区选择了１８个震例（Ｍ≥６．０），以断层滑动速率，应力主轴方向，断层走向为因子对震级作了二元线性回归分析。同时又作了震级与滑动速率之间的一元分析，并将这两种分析作了对比。结果表明：（１）二元回归分析优于一元分析；（２）断层滑动速率，应力主轴方向与断层走向之间的夹角α是决定震级大小的两个主要因素，（３）Ｍ≥３．５级的地震与断层活动与否无关；（４）运用二元分析公式可以进行震级预测，并可以对历史     

鄂尔多斯块体西南缘地区震源机制解与构造应力场特征分析

计算了2001年1月至2018年9月鄂尔多斯块体西南缘地区(33°—38°N,103°—109°E)M_L≥3.0地震的震源机制,分析了该区域震源机制解特征,在此基础上,采用平均矩张量技术反演了该区域的构造应力场特征。结果表明,研究区震源机制类型以走滑型和逆冲型为主,其空间分布基本与区域构造动力背景和断裂性质一致,少量不符合区域构造性质的震源机制则反映了局部地质构造的复杂性。区域构造变形主体为NE向压缩,NW向相对扩张,反映了青藏高原块体对鄂尔多斯块体的直接作用。