鲜水河断裂带地震活动及其现代构造应力场的有限单元分析

本文在地震地质调查的基础上,对鲜水河断裂带上朱倭、炉霍和道李三个M>6.5级地震的序列,结合全区4.0级以上地震分布和应力场调整关系,用平面应变问题的有限单元方法,采用降低震源区断层摩擦系数、保留断层错距(考虑地震之间相互影响又作了一些改正)等方法进行了计算。文中考虑了两种应力和位移边界条件,这些条件分别反映印度板块、太平洋板块和菲律宾海板块对本区的作用。并从大地震沿带迁移与应力场调整关系中对未来地震的蕴党以及三要素进行了讨论。实验认为: 1.鲜水河断裂带应力场调整与大地震沿带迁移活动,主要是断裂带以东区域在东部板块的推动下,向北西西方向运动与印度板块强制性限制下二者联合作用的结果。 2。三个大地震后应力场调整表明,该带未来强震危险区向南东段转移,有可能在韩宁一康定一带,以乾宁危险性较大。     

汶川Ms8．0级地震成因三“层次”分析——基于深部电性结构

2008年5月12日汶川Ms8级地震的发生不是局部地区孤立的构造事件,研究汶川地震的孕震机制,应该把局部分析和区域分析相结合,关注地壳上地幔直至地幔过渡带的深部结构.基于近年来在东北、华北和汶川地震附近地区进行的深部结构电磁探测结果,结合地震学等其他资料,从太平洋板块的俯冲、印度板块的碰撞和松潘甘孜地块的推挤三个"层次"探讨分析汶川特大地震的成因.太平洋板块向亚洲大陆的俯冲作用,导致中国大陆东部地幔过渡带深度较普遍地存在着停滞的板片,它对汶川地震的影响不可忽视.印度板块与青藏高原的碰撞,使组成高原的各地块发生向北和向东的运动,各地块向东的运动作用于南北地震带中南段,影响到该区域的地震活动.松潘甘孜地块向四川地块的推挤.使松潘甘孜地块运动方向和龙门山断裂带形成"丁"字形结构,龙门山断裂带显示为较陡直的电性边界,加剧了汶川地震前的应力积累,可能是汶川地震发生的最直接的诱因.     

郯庐断裂带晚第三纪以来的浅部挤压活动与深部过程

郯庐断裂带晚第三纪以来持续遭受着挤压 ,使前期大规模的断陷盆地抬升、消亡 ,近代还是中国东部最大的地震活动带。断裂带所遭受的近WE向的挤压 ,是西太平洋弧后扩张和印度板块向北碰撞中的构造挤出作用产生的区域动力。断裂带在新生代挤压活动中切入上地幔 ,出现了地幔剪切、地幔交代、部分熔融等深部过程 ,最终形成了挤压背景下的陆内断裂带大规模的玄武岩喷发     

汶川MS8.0级地震成因三“层次”分析——基于深部电性结构

2008年5月12日汶川M_S8级地震的发生不是局部地区孤立的构造事件,研究汶川地震的孕震机制,应该把局部分析和区域分析相结合,关注地壳上地幔直至地幔过渡带的深部结构.基于近年来在东北、华北和汶川地震附近地区进行的深部结构电磁探测结果,结合地震学等其他资料,从太平洋板块的俯冲、印度板块的碰撞和松潘甘孜地块的推挤三个“层次”探讨分析汶川特大地震的成因.太平洋板块向亚洲大陆的俯冲作用,导致中国大陆东部地幔过渡带深度较普遍地存在着停滞的板片,它对汶川地震的影响不可忽视.印度板块与青藏高原的碰撞,使组成高原的各地块发生向北和向东的运动,各地块向东的运动作用于南北地震带中南段,影响到该区域的地震活动.松潘甘孜地块向四川地块的推挤,使松潘甘孜地块运动方向和龙门山断裂带形成“丁”字形结构,龙门山断裂带显示为较陡直的电性边界,加剧了汶川地震前的应力积累,可能是汶川地震发生的最直接的诱因.     

沂沭断裂带构造区光弹实验与地震危险区判定研究

在对沂沭断裂带的地质构造环境、断裂带分布特征进行详细分析的基础上,采用聚碳酸酯材料制成沂沭断裂带构造区域的地质模型,分别运用集中、2点和均布等加载方式,使用光弹实验方法模拟特定构造框架下应力、应变场的变化特征。通过对光弹实验数据的分析,在对比不同加载方式下应力积累区域和地震危险区的基础上判定沂沭断裂带构造区中的地震危险区域。     

2008年新疆乌恰6.8级地震序列震源特征及帕米尔东北缘应力场研究

本文使用新疆区域数字地震台站记录的宽频带长周期数字波形资料,在时间域反演了2008年10月5日新疆乌恰6.8级地震的强余震及其周围先后发生的52次中等强度地震的矩张量解,结合Harvard大学在该区域的地震矩张量结果,研究了帕米尔东北缘的应力场分区特征.研究结果显示,位于印度板块向欧亚板块推挤的前缘及向北凸出的弧型构造的最北缘的卡兹克阿尔特弧形活动褶皱-逆断裂带,以逆冲推覆活动为主,并有部分走滑类型的地震,基本不存在正断层类型的地震;该弧型构造近东西走向的顶部(文中的西区)与其北西走向的东侧(文中的东区)的局部应力场最大主压应力方向不同,分别为NW、NNE方向,显示出在承受印度板块向欧亚板块俯冲作用的同时,东区也更多的受到了塔里木块体顺时针旋转作用的影响.位于帕米尔陆内俯冲和变形作用强烈、碰撞造成深源地震带东段的南区,地震以走滑错动为主, 逆断、正断层都有,显示出相对复杂的应力状态.位于帕米尔高原内部的西区和南区的应力场最大主压应力方向一致,由北向南,由最大主压应力轴接近水平,过渡为最大主张应力轴接近水平,一定程度揭示了板块俯冲的状态.结合南区和西区的地震深度差异及机制解中断层面的倾角,推测在中帕米尔的东部,由北向南的板块俯冲至150~170km深度,俯冲角度为60°左右.     

芦山地震前后巴颜喀拉地块东部断裂带形变分析

利用分布在鲜水河断裂带和龙门山断裂带上的跨断层流动场地资料,分析芦山地震前后,巴颜喀拉地块东部的形变特征。得出以下结论:1)在芦山地震前后,格篓坝子、沟普、老乾宁、龙灯坝、虚墟、侏倭、宝兴等场地映震效果良好;2)巴颜喀拉地块东部的鲜水河断裂带和龙门山断裂带在地震前后均发生高于常年背景值的活动,前者以加速水平运动为主,后者以加速压性运动为主,地块东部整体表现出ES向旋转加速运动的特征;3)汶川地震和芦山地震后,印度洋板块和亚欧板块拼合造成的构造应力在"三岔口"和"地震空区"区域持续加速积累,应加强地震危险性关注。     

中国东部地区地震活动与构造应力场关系的有限元数值模拟

运用有限元数值模拟方法结合板块构造边界条件和板内构造分布特征对中国大陆东部地区的基本构造应力场进行数值模拟,根据研究区受周边板块作用的情况分析板块边界作用力的变化对内部应力场的影响。对比有限元数值模拟结果解释了中国大陆东部地区地震活动空间分布的特点。     

中国大陆现今地应力场黏弹性球壳数值模拟综合研究

中国大陆现今实测地应力场的状态与板块构造环境、活动断裂带分布、地形地貌以及地壳结构呈现一定相关性. 在中国大陆西缘,印度洋板块与欧亚板块陆发生陆碰撞,在中国大陆东缘,菲律宾海板块、太平洋板块俯冲到欧亚板块之下. 中国大陆内部被大型活动断裂带分割为多个块体,各个块体的地壳结构和厚度呈不均匀分布,地形地貌起伏具有很大的差异. 笔者以中国大陆块体模型为基础,把板块构造作用和重力势作为主要影响地应力状态的两个主要要素,在现今活动构造、GPS和实测地应力等成果的约束下,利用线性黏弹体球壳有限元模拟分析了中国大陆现今地应力场的分布特征和控制因素. 结果表明: (1)构造应力场总体上呈现出西部挤压,东部拉张的特征,印度板块与欧亚板块的持续碰撞形成了青藏高原及其周缘的挤压性质的构造应力场,而东部菲律宾板块与太平洋板块的俯冲形成了黄海、东海和环渤海区域的拉张性质的构造应力场,中间为拉张环境和挤压环境的过渡,最大主应力的方向受到板块构造环境和活动构造分布的控制;(2)重力的影响主要体现在地形梯度大和地壳厚度结构变化大的地壳浅部区域,在藏南、滇西北局部地区的地壳浅部由于受到重力势控制,呈现为张性应力场,在塔里木地区由于重力势引起的应力场与构造应力场同为挤压性质,因此该区的挤压强度得以增加;(3)中国大陆浅部地应力场的状态主要受到区域板块构造环境、块体边界活动构造带的展布和地形的控制,总体上以南北构造带为界,西部以较强的压性构造环境为主,东部为较弱的压性构造环境,藏南和滇西北局部地区存在有张性构造环境;构造应力对地应力的贡献比重随着深度增加而增加;(4)采用黏弹性模型的构造应力场模拟结果比完全弹性模型的模拟结果能够更好地与实测地应力场相吻合,利用完全弹性模型分析由地震等诱发的地应力瞬时变化是有效的;(5)青藏高原东南缘最大主应力方向发生了较大的偏转,其主要控制因素有:印度板块持续的碰撞、中下地壳对上地壳拖曳以及印度板块通过实皆断裂对欧亚板块的剪切拉伸作用. 中国大陆现今地应力场是整个地壳岩石黏弹特性长期演化和断裂活动的结果,是地应力场动态演化过程中在现今时间点上的状态,受到板块构造环境、大陆内部活动断裂分布、地形地貌和地壳结构等因素不同程度的控制,模拟结果为中国大陆地应力场提供了一个定量的参考模型.     

郯庐断裂带中段构造应力场有限单元反演

一、引言郯城—庐江断裂带为我国大陆板块内部的一级大地构造单元,特别是该断裂带以其大规模的走滑运动而著称。它的活动强度、活动方式及活动规律对我国东部地震活动特征起到重要的杠杆作用。因此,探讨断裂带展布区构造应力场的性质,对预报我国东部地区的强震有其重要意义。有限单元法作为一种理想的数学物理模型和探索区域构造应力场的有效手段,近年来在地震地质学中得到了广泛的应用。本文试图运用这种方法于苏鲁皖地区,对郯庐断裂带中段作一些初步的定量分析。     

龙门山断裂带及附近区域地貌形成与地应力演化机制研究

以龙门山附近区域水平运动特性以及深部岩体力学特性为基本条件,采用FLAC模拟软件计算分析了龙门山断裂带及附近区域的地貌形成过程和地应力演化机制。研究结果认为:区域板块运动是龙门山地貌形成的重要原因,龙门山3条断层在62万年内的相对滑移速率分别为1.53,0.245和0.458 mm/a,与实际监测结果基本吻合;龙门山断裂带左侧呈抬升趋势,右侧四川盆地的垂向运动保持稳定;随着区域板块的运动,3条断裂带附近主应力的变化均经历了3个阶段,即应力低态稳定阶段,应力增高阶段和应力高态稳定阶段,最终形成应力积聚—应力释放的平衡局面;断裂带附近的最大、最小主应力比值介于2.94—3.71之间,平均为3.3,与实际监测结果基本吻合。由此可以推断,龙门山及附近区域将长期处于高偏应力环境,即长期处于“应力累积—进入临界状态—发震—新的应力累积”的地震周期。      

帕米尔-兴都库什地区的板块俯冲特征

本文利用美国国家地震信息中心（NEIC）提供的1973～2006年地震目录,哈佛大学提供的1978-2005年地震机制解资料,研究了帕米尔-兴都库什地区印度板块与欧亚板块的碰撞形态,分析了印度板块向北俯冲对地震活动及其区域应力场的影响。地震震源三维图象显示：欧亚板块与印度板块在帕米尔＂结＂附近碰撞强烈,地震活动明显增强,震源剖面显示＂V＂字型分布形态;在帕米尔＂结＂东侧,随着印度板块俯冲动力减弱,地震活动也明显减弱,印度板块向北俯冲的剖面形态逐渐消失,欧亚板块向东南俯冲的剖面形态越加清晰;印度板块向北俯冲具有由浅向深、由南向北反复迁移的特征,可能反映印度板块向北俯冲→断离、再俯冲→再断离的过程。由于印度板块与欧亚板块间的强烈碰撞挤压作用,帕米尔-兴都库什地区处于以近南北向的挤压构造应力状态,逆断层数量约占70%,正断层数量约占11%,走滑断层数量约占19%。P轴优势方位显示帕米尔-兴都库什地区主压应力近南北向,倾角近水平,呈现由南向北倾斜;T轴倾角较大,近垂直,整体接近俯冲带的倾向。帕米尔-兴都库什地区应力场特征表明,印度板块向北的主动推挤,是形成这一区域应力场的主动力,向南倾的欧亚板块处于一种被动的被挤压状态。     

汶川8.0级地震对东部地震形势影响分析

探讨了2008年5月12日发生的汶川(31°00′N,103°24′E)Ms8.0巨震对中国东部地区地震形势的影响.(1 中国大陆地震活动的动力主要来源于西南侧印度板块碰撞、东部太平洋板块俯冲和挤压以及东南部的菲律宾板块作用等,并在大陆内部形成了多条大的活动构造.这些板块之间、断裂之间的相互作用,决定了大陆内部地震活动呈现西强东弱,东西呼应的基本格局.     

兴都库什——帕米尔地区中源地震对新疆强震活动的影响分析

兴都库什—帕米尔地区处于印度板块和欧亚板块碰撞带的西缘,是大陆内部中源地震最为活跃的区域。该地区应力场特征表明,印度板块向北的主动推挤,是形成这一区域应力场的动力源,通过分析新疆及周边地区的构造背景和动力环境,认为新疆地区强震活动主要受兴都库什—帕米尔构造结的动力作用影响。研究结果显示,兴都库什—帕米尔地区的7级以上中源地震活动与新疆地区强震存在较好的对应关系;2015以来,印度板块对欧亚板块的推挤作用持续增强,需关注新疆地区发生强震的危险性。     

中国大陆及邻区板内应力场的数值模拟及动力机制探讨

中国大陆位于欧亚板块的东南部, 受到印度板块、太平洋板块和菲律宾海板块的碰撞挤压与俯冲作用, 其构造应力场形态和动力学机制相当复杂. 本文采用伪三维有限元方法, 以世界应力图2008年版本数据(WSM2008)的应力方向和应力型两类指标作为主要约束, 对中国大陆及邻区的动力驱动机制进行数值模拟, 给出了中国大陆周边地区板块边界力的大小和方向估计. 同时对3个典型情况的数值模型进行了分析. 结果显示, 软流层静压推力对该区域构造应力场影响相对较小, 板块边界力作用则起主导作用; 印度板块在喜马拉雅造山带对欧亚板块的碰撞控制了中国大陆地区应力场的基本形态, 是形成川滇地区走滑型地震为主的重要原因; 琉球海沟——南海海槽俯冲带边界力显示了挤压-张性的分段特性, 贝加尔裂谷表现为拉张作用. 进一步的分析表明, 中国大陆大部分区域内最大水平剪应力分布图像与该地区地震辐射能量密度的分布存在较好的空间正相关性．      

尼泊尔8.1级地震后青藏高原NE向地震活动条带的形成及其意义

针对2015年4月25日发生于印度板块北边界中段的尼泊尔8.1级地震后,青藏高原中强以上地震活动呈现NE向条带分布的现象,本文将区域地质构造动力环境和以GPS水平位移为约束的数值模拟相结合,初步分析研究了这一地震活动条带的基本特征和形成机理;进而将其与1996年前后出现在青藏高原及东北部邻区的"西藏榭通门-内蒙古包头"NE向地震活动条带、以及该条带形成后强震活动由东向西的迁移状况进行比较,探讨了目前的NE向地震活动条带对未来强震活动趋势的预示意义。结果认为:尼泊尔8.1级地震后青藏高原NE向中强以上地震活动条带,是在印度板块北推挤压动力持续作用下,因青藏高原NE向构造应力加强引起的构造活动响应,并与尼泊尔大地震低角度逆冲错动和地壳介质能量传递影响有关;而未来地震趋势可能使该条带附近强震活动"填空",进而使该条带东、西两侧较大范围强震活动性增强。     

川滇地区强震序列库仑破裂应力加卸载效应的数值模拟

通过建立较精细的川滇地区三维有限元模型,数值模拟了川滇地区主要活动断裂的强震活动对于其他活动断裂潜在强震孕育进程的库仑破裂应力加卸载效应.模拟结果显示在川滇地区主要活动断裂带的几何学展布形态和运动学性质的构造背景之上,川滇地区强震活动相互影响的主要特征是活动断裂面库仑破裂应力变化大多处于增大状态.其中,金沙江断裂带、小江断裂带、楚雄—建水断裂带、鲜水河断裂带和安宁河断裂带上的强震所产生的加载作用比较强,而丽江—小金河断裂带和腾冲—澜沧断裂带则较弱.1981~2000年川滇地区M≥6.5地震序列的模拟结果显示,后续地震全部位于已发生地震所引起的库仑破裂应力增大区之内.数值模拟结果显示,在川滇地区,一个强震发生之后,发震断层本身强烈卸载的同时,库仑破裂应力的加载效应在其他主要活动断裂带潜在强震孕育进程中占据了主导地位,强震活动之间相互作用的主要效应是应力加载,已发生的强震加速了下一个强震的孕育进程,进而导致一系列地震的发生,直至整个区域所积累的应变能处于较低水平之后,区域地震活动进入一个新的平静期.     

川滇地区强震序列库仑破裂应力加卸载效应的数值模似

通过建立较精细的川滇地区三维有限元模型,数值模拟了川滇地区主要活动断裂的强震活动对于其他活动断裂潜在强震孕育进程的库仑破裂应力加卸载效应.模拟结果显示在川滇地区主要活动断裂带的几何学展布形态和运动学性质的构造背景之上,川滇地区强震活动相互影响的主要特征是活动断裂面库仑破裂应力变化大多处于增大状态.其中,金沙江断裂带、小江断裂带、楚雄—建水断裂带、鲜水河断裂带和安宁河断裂带上的强震所产生的加载作用比较强,而丽江—小金河断裂带和腾冲—澜沧断裂带则较弱.1981～2000年川滇地区M≥6.5地震序列的模拟结果显示,后续地震全部位于已发生地震所引起的库仑破裂应力增大区之内.数值模拟结果显示,在川滇地区,一个强震发生之后,发震断层本身强烈卸载的同时,库仑破裂应力的加载效应在其他主要活动断裂带潜在强震孕育进程中占据了主导地位,强震活动之间相互作用的主要效应是应力加载,已发生的强震加速了下一个强震的孕育进程,进而导致一系列地震的发生,直至整个区域所积累的应变能处于较低水平之后,区域地震活动进入一个新的平静期.     

光弹实验构造渤海强震区应力场及地震危险区判定研究

本文在对渤海强震区地质构造环境、断裂带分布特征进行详细分析的基础上,采用机械加工聚碳酸酯材料制成渤海强震区域的地质模型,分别运用集中、二点和均布加载方式,用光弹实验方法模拟特定构造框架下应力、应变场的变化特征。通过对光弹实验数据的分析与处理,在对比不同加载方式下应力积累区域和地震危险点的基础上,判定渤海强震构造区中的地震危险区域。     

关于河北省地震危险性的探讨

在太平洋板块向西对欧亚板块俯冲以及印度板块向北推挤的共同作用下,河北省及其邻近地区的主压应力轴是北东东-南西西向。在这样的应力场作用下,河北省的主要构造运动特别是新构造运动形态是以太行山前断裂带为界,其两侧有大面积的继承性的升降差异运动,在升降运动中同时还有右旋的水平分量。与此相应,十六世纪以来,河北省的地震活动在时空分布上有以太行山前断裂带为“中脊”呈南北向迁移的特征。在进一步探讨了1679年三河、平谷8级地震与1830年磁县7.5级地震的前震活动特征之后,提出1980年前后河北省北部有发生7级以上地震的可能。