地应力测量、地壳上部应力状态与地震

原地应力测量是现今构造应力场研究的一个重要手段,可为地震成因和地震预报的研究和岩石圈动力学的研究提供重要的基础资料。本文简要介绍了地应力测量的主要方法和成果。并根据地应力测量资料讨论了地壳上部的应力状态,以及应力测量在地震研究工作中的应用。     

我国滇西北地震活动区的活动构造与应力状态

本文根据野外调查和原地应力测量资料,讨论了滇西北地震活动区的活动构造型式和现今应力状态。资料表明,本区是由红河和中甸两条右旋走滑断裂所形成的拉分构造,其应力状态也与外区不同。地震在空间上的分布和在时间上的活动规律受这一构造型式及其应力状态的控制     

陕西汉中盆地水压致裂地应力测量分析研究

汉中盆地位于龙门山断裂带东北段的末端,汶川MS8.0地震发生以后,地震活动存在沿龙门山断裂带向NE向发展的趋势.在汉中盆地西缘进行了两个钻孔的水压致裂地应力测量,来分析震后该区地应力状态,以期为该区的地震危险性研究提供实际资料.这两个钻孔深度均为300m左右,相距33m,取得了较好的地应力测试结果.通过对地应力测试结果的综合分析研究,得到以下认识:①在汉中盆地西缘300m深度地层内,最大水平主应力值为5.69—19.52MPa,最小水平主应力值为3.81—10.90 MPa,垂直主应力值约为1.25—7.03MPa,水平主应力占主导地位,垂直应力为最小应力,该地应力状态有利于逆断层的活动;②汉中盆地西部现今最大水平主应力方向为WNW或近EW向;③汶川地震后,目前汉中盆地及其西部地区仍处于构造应力调整阶段,总体相对稳定.     

美刊文章:《板块内的构造应力》的“摘要”

《地球物理和空间物理评论》杂志1979年8月第17卷5期刊载理查森(Randall M.Richardson)等人的题为《板块内的构造应力》一文,将其“摘要”部分译载如下:岩石圈内的应力状态对作用于板块的力有强烈的制约性。板内地震机制、原地应力测量结果以及对应力敏感的地质特征所表明的板块内的主应力方向可用于验证板块构     

川西地区地应力测量

地壳上各种构造现象是由于地应力作用的结果,开展地应力场的研究对地震预报、工程建设、矿山开采等具有重要的意义。研究地应力场概括起来有两个途轻:一是由地质的或地震的现象反演地应力场的作用;二是采取直接的或间接的方法进行地应力测量。地应力实地测量可以直接给出地壳中现今应力的大小和方     

乌鲁木齐市断层附近地应力特征与断层活动性

为了查明乌鲁木齐西山—碗窑沟断裂带地应力分布特征, 在研究区20 km×20 km的范围内布置12个基岩应力钻孔,采用水压致裂地应力测量技术进行了基岩原地应力测量;共布置了2条观测剖面,第一剖面是沿断层走向布置了7个钻孔,第二剖面在垂直断层走向布置了6个钻孔(与第一剖面共用1个钻孔).根据实测的地应力资料,断层附近最大水平主压应力方向为NE—NEE向,与区域构造应力SN—NNE向主压方向有一些差异,说明受断层活动影响,断层附近的应力状态与区域应力场明显不同.利用地应力实测资料,研究了断层的活动性,在测量深度域内水平和垂直应力的关系为σ_H＞σ_h＞σ_v,该应力状态有利于逆断层活动,与地质资料反映的以逆断层活动为主基本一致.利用库仑摩擦滑动准则,摩擦系数取0.6~1.0分析,断层附近的现今地应力状态达到或超过产生逆断层摩擦滑动的临界值,表明测区现今构造应力有利于逆断层活动.     

龙陵-瑞丽断裂北段现今地应力特征及其活动性分析

为了研究龙陵-瑞丽断裂北段现今地应力状态特征及活动特征,在该断裂带东南侧开展了2个深孔的水压致裂地应力测量工作。测量结果表明,地应力量值随深度的增加而增大,三个主应力之间的关系为SHSvSh,说明该地区现今浅部地壳构造应力占主导作用,该应力状态有利于走滑断层作用发生。现今最大水平主应力方向为NEE,与区域构造应力场方向NNE向主应力方向有一些差异,说明实测结果受到了断层活动的影响,同时也反映了龙陵-瑞丽断裂现今具有左旋走滑的活动特性。利用库伦准则,摩擦系数取0.6~1.0对断裂的稳定性进行了分析,结果表明,现今原地应力大小尚未达到使断层滑动的应力值临界区,表明龙陵-瑞丽断裂目前处于相对较为稳定的状态,但是也不能忽略其他因素对断裂稳定性的影响,下一步的研究重点将是断层内物质的组成成分分析。     

利用地应力资料分析首都圈区域潜在断层失稳可能性

正首都圈是人口稠密,政治、经济、文化高度发达的地区,该区位于张家口—渤海构造带和华北平原NE-NNE向构造带交汇部位,也是我国东部新构造活动最强烈的地区。鉴于首都圈地区特殊的地质构造位置和新构造活动背景,加强该区现代构造应力场与断层滑动失稳可能性研究,具有时代紧迫性和现实必要性。首先依据首都圈地区的历史地震目录,分析该区地震的时空分布特征;其次利用首都圈地区的原地应力测量资料,研究该区域地壳浅层应力积累水平。     

龙门山断裂带强度分段特征及汶川地震前后地应力场变化

正大地震往往发生在活动断裂带上相对高应力积累或闭锁的段落上。如何有效地识别出断裂带上正在积累应力且孕育大地震的段落,成为大地震中—长期危险地段判定的重要依据。早期研究中的原地应力数据积累非常少,而在震区地震前后非常短的时间内取得的数据就更少,这就给利用原地应力实测数据来研究地震增加了很多困难。李方全等人从邢台、海城、龙陵、唐山等大震区震后地应力测量结果得出,震中区在震后主应力和剪应力值远小于邻近地区,距离     

汶川M_S8.0地震对龙门山断裂带附近地应力环境影响初探——以北川、江油地区为例

为探讨汶川MS8.0地震对龙门山断裂带现今地应力环境的影响,2009年10—12月,在龙门山断裂带的北川、江油地区开展了3个200m深度钻孔水压致裂地应力测量,获得了汶川MS8.0地震发生1年多以后断裂带附近地壳浅表层地应力环境.根据研究区内的原地应力测量结果及汶川MS8.0地震引起的断层错动等资料,运用线弹性有限元数值模拟方法,计算得到了由断层错动位移所产生的附加应力,并推算了ZK02和ZK03位置震前应力分布特征.通过对比分析,揭示了断裂带附近地应力场的变化规律,探讨了汶川MS8.0地震对龙门山断裂带附近地应力环境的影响.     

郯庐断裂带中南段现代构造应力场

本文根据原地应力测量、震源机制解、大地形变测量及实地地质调查等方法推论郯庐断裂带中南段现代构造应力场特征。本区表现为低水平应力区,构造应力主轴σ_(max)为NEE向,σ_(min)仰角甚小,剪应力在NNE和NW向结构面上的状态表现为断裂带内应力值低,远离断裂带逐渐过渡为区域背景值,地震断层的类型以走滑兼正断层型为主,与南黄海海域发生的断层类型在统计特征上有明显的区别。诸多特征表明郯庐带该段仍属于活动性断裂,采取右旋滑动的方式,处于相对稳定期。     

我国现今地应力状态及有关问题

本文主要利用应力解除法及水压致裂法原地应力测量资料,对我国现今地应力状态及有关问题进行了分析讨论。原地应力测量资料表明,应力值随深度增加而增加;水平主应力有着很强的方向性,最大水平主应力的方向具有一定的分布规律,与地质构造和现代地壳运动有着一定的关系。      

乌鲁木齐市区断层附近原地应力测量研究

利用水压致裂原地应力测试技术,在乌鲁木齐市区碗窑沟断裂东段、雅玛里克断裂东段和西山断裂带中、东段开展了断层附近原地应力测量研究,得到了地表浅部构造应力的大小、方向和分布特征。钻孔HFZK3位于碗窑沟断裂东段的南侧,孔深62.13m;钻孔HFZK5位于雅玛里克断裂东段的南侧,孔深30.00m;钻孔HFZK9和HFZK12都位于西山断裂带的中、东段,孔深分别为34m和54.5m。根据实测的地应力资料,断层附近最大水平主压应力方向为NE—NEE向,与区域构造应力SN—NNE向主压方向有一些差异,说明受断层活动影响,断层附近的应力状态与区域应力场明显不同。利用地应力实测资料研究了断层的活动性,在测量深度域内水平和垂直应力的关系为σH>σh>σV,该应力状态有利于逆断层活动,与地质资料反映的以逆断层活动为主基本一致。利用库仑摩擦滑动准则,摩擦强度取0.6～1.0进行分析,断层附近的现今地应力状态达到或超过产生逆断层摩擦滑动的临界值,表明测区现今构造活动以逆断层为主。研究区的3条断层不具备发生走滑断层活动的可能性,其中雅玛里克断裂东段、西山断裂带中段和东段具有发生逆断层活动的可能性,相比而言,西山断裂带中段危险性更大     

福建沿海边缘陆域的原地应力测量研究

通过在福建沿海边缘陆域地区活动断裂带附近进行水压致裂原地应力测量, 得到了地表浅部构造应力的大小、方向和分布特征. 根据实测的地应力资料,用库仑摩擦滑动准则分析研究了断裂带的性质和活动性. 结果表明:① 沿海岸线边缘自北向南,其最大水平主压应力方向为北西向,与测区北西向断裂带走向近于平行,与地质构造、跨断层形变测量等方法反映的主压应力方向大体一致,与震源机制解反映的主压应力方向夹角20deg;左右; ② 水平主应力值随深度增加而增大,与垂直应力值的关系为SHSVSh和SHasymp;SV Sh, 应力状态有利于走滑断层和正断层活动;③ 利用库仑摩擦滑动准则,摩擦强度取0.6～1.0分析, 断层附近的现今地应力状态达到或超过产生正断层摩擦滑动的临界值,表明测区现今构造活动以正断层为主; ④ 反映出本区现今构造应力场的力源主要来自太平洋板块向西和菲律宾板块向北西对欧亚板块的水平挤压作用.      

山西地堑系现今构造应力场特征

为研究山西地块内现今应力作用方式,国家地震局地震地质大队先后于1980、1982和1984年在山西地堑系及邻近地区进行了九个点的原地应力测量工作,取得了较满意的数据。     

滇西北中甸——剑川构造带地震地质特征

构造应力场是一个随着地应力的积累和释放不断变化的动态场。地应力的积累受控于较大范围的动力源活动及地区地震地质条件,地应力的释放则主要取决于现代地震活动。 金沙江断裂带南端的中甸——剑川构造带经历了褶曲、横弯挤压及纵弯挤压,区域构造应力场近东西向,本构造带的现代构造应力场为近南北向,它继承了构造带形成后期的构造应力状态。 本区地震活动与中甸——剑川构造带紧密相关,地震强度在6.5级以下,构造带的南北两端地震较大,且为主余震型;中部丽江一带地震较小,多为震群型。 1965年以来的近期地震活动其地震“密度曲线”表现为“驼峰状”,并有自北向南发展和活动间隔时间加长的特点,具有中短期预报意义。     

郯庐断裂带及邻区深孔地应力测量与地震地质意义

郯庐断裂带是中国东部大陆一条深大断裂带,也是规模最大的第四纪活动构造带和地震活动带,断裂带及邻区现代构造应力场明显控制了活动断裂的运动方式、活动强度和地震活动等,深入研究郯庐断裂带及邻区地壳浅层应力环境,对于探讨断裂带现今活动性无疑具有重要的科学意义.在总结前人研究成果的基础上,本文首先依据郯庐断裂带及邻区(山东-环渤海-辽宁)6个600~1000 m深孔地应力实测数据,初步揭示断裂带及邻区地壳浅层应力分布规律,并分析其在不同构造部位之间的差异;其次,结合研究区已有其他基础应力数据(震源机制解、钻孔崩落、应力解除及断层滑动矢量反演数据等),详细分析断裂带及邻区现今构造应力场及其对断裂活动方式的影响;最后依据库仑破裂摩擦准则,从力学角度分别探讨不同的应力状态和摩擦强度对郯庐断裂带山东、渤海及辽宁段现今活动稳定性的影响,同时参考断裂带及邻区近代地震活动分布特征,积极探索活动断裂带附近深孔地应力测量在地震地质研究领域中的应用思路.     

长白山地区现今地应力测量结果与应力状态分析

本文通过在长白山地区不同地点进行原地测量获得了现今地应力实测值的大小和方向.为了研究长白山地区现今地应力状态,结合长白山火山监测工程的需要,我们在长白山地区进行了现场地应力测量,首次取得了该区的地应力实测数据.测量方法采用水压致裂法,测点分别布置在安图县永庆乡东清村和松江镇冰湖屯村,抚松县仙人桥镇大青川村等三个不同的构造部位,测量深度为40~95m.测量结果表明:本区现今最大水平主应力方向在天池北部以NW—NNW向为主,而在天池西部则为近EW向为主;最大水平主应力值一般为2.31~12.39 MPa,最小水平主应力值一般为1.39~7.02 MPa.与其他地区相比较,本区属中等偏高应力区.本文对研究区现今应力状态进行了初步分析,本区现今地应力状态主要受区域构造影响,同时受天池岩浆活动和地热田的影响,具有复杂性.     

中国大陆新生代构造应力场的研究

本文通过断陷盆地的分布特征、震源机制解和地应力测量等方面的资料分析研究,认为新生代以来中国大陆没有统一的构造应力场,或者说现今应力场小于前期应力场;断层活动、地震活动并不意味着应力的不断积累、不断加强,相反是应力的不断释放、不断减弱。     

套芯法、水压致裂法原地应力测量、钻孔崩落及震源机制解分析所得结果的对比

我国已积累了大量震源机制解资料,近年来为各种目的开展了套芯法及水压致裂法原地应力测量,并从一些深钻井的测井资料中获得了一批钻孔崩落数据,为地壳应力状态的研究提供了十分有用的资料.为了进行区域构造应力场的研究,笔者对上述各种方法的测量结果进行了对比研究.在同一个钻孔中用不同的方法进行原地应力测量,如在同一个钻孔中用套芯法及水压致裂法进行观测;用水压致裂法的测量结果与同一钻孔中发现的钻孔崩落资料进行对比.还在相距不远的钻孔中用同样的或不同的方法进行原地应力测量;还将同一地区各种方法所得的资料进行了对比,发现其差异并不很大.这就使我们有可能利用上述各种方法提供的资料来进行区域构造应力场及地壳应力状态的研究.