注水诱发地震序列的震源机制变化特征: 以四川长宁序列为例

2006年4月以来, 四川长宁、兴文、珙县交界区域相继出现注水诱发地震活动, 至2013年4月30日共发生M_L4.0以上地震16次, 最大为2013年4月25日M_L5.2地震.通过采用体波谱振幅相关系数方法研究长宁注水诱发地震序列M_L3.0以上地震震源机制变化过程, 结果显示序列震源机制散乱; 利用CAP方法计算了序列中M_L4.0以上12次地震的震源机制解, 结果同样表明其机制紊乱.分析认为: 钻孔加压注水引起附近岩体的孔隙压力增大及先存断层面的摩擦系数减小, 这2种变化均导致库仑应力变化Δσ_f增大, 从而促进地震的发生.因此, 注水诱发地震活动期间, 研究区构造应力场的应力强度无明显增强, 对破裂方向也无明显的约束作用, 故地震序列震源机制发散.      

断裂带中古地震滑动的岩石记录

大量的野外观察和实验研究表明,高应变速率的变形作用会在岩石中留下特殊的构造特征。地震作为一种断层快速破裂变形行为,在其作用过程中会使震源及邻近岩石变形从而产生一些特征构造及矿物相组合。剥露地表的断裂带为研究地震相关变形及过程提供了很好的物质材料。识别其中的地震滑动标志,对于确定古地震事件及其发生的机制具有重要意义。Cowan(1999)将断层快速滑动摩擦使得断层面岩石熔融产生的假玄武玻璃作为断层中记录地震滑动的唯一可靠的标识。近年来断裂岩研究取得的一系列重大进展揭示,断层发生地震滑动造成的多种构造产物均可记录其滑动的信息,如碳酸岩和含水硅酸岩的脱挥发分作用、微量元素迁移特征、有机质成熟度、断层镜面构造、液化粒状流、碎屑-皮层集合体、同震晶体塑性变形以及非晶质物质等。此外,与地震破裂传播有关的、在极端瞬态应力条件下形成的,如注入脉、碎粉化作用等特征也可以作为地震发生的岩石记录。因此假玄武玻璃不再是地震破裂的唯一指示物。断层滑动速率在10–4～101 m/s范围内几乎都是动态的,也就是说在实验中10–4 m/s的滑动速率可能指示着地震滑动。本文总结地震滑动和破裂的岩石记录,对认识地震发生机制和完善地震断裂理论具有极其重要的意义。     

5.12汶川地震断层的同震位移构造意义与运动学模型

5.12汶川8.0级地震断层的同震位移方式、大小和空间变化为检验断层几何学、运动学与动力学分析理论与方法提供了一个现实范例。本文通过对汶川8.0级地震断层同震位移的几何学、运动学特征和可能的深部过程分析,并考虑到地震动力作用的影响,探讨了断层同震位移的地质意义和断层运动学模型问题,继而讨论了汶川8.0级地震过程中所呈现出的断层构造变形的现象对断裂构造分析的有关理论和方法的启示。提出了如下初步认识:(1)根据地震破裂面两侧地表高程差确定的断层垂直同震位移,并不完全是深部震源破裂的构造位移扩展到地表所致,而是包含了地震动力作用对断层破裂面两侧深部岩体的结构损伤破坏(膨胀)强烈程度差异所形成的非构造位移;(2)汶川地震的发震断层走滑-逆冲位移大小和方式的空间变化,可以用区域稳态构造应力和地震动力的联合作用给予合理解释,即断层的逆冲位移成分可以归因于为垂直断层的南东向的区域构造挤压应力作用之结果,而水平走滑位移则与震源体破坏过程形成的地震动力作用方向与不同区段断层的交角变化所致,即震源体上方映秀-北川断层南段和彭灌-江油断层,无论是区域构造应力,还是地震动力,都与断层走向近于直交,因此,断层以逆冲为主;而映秀-北川断...     

江苏溧阳地震震源构造

采用两次溧阳地震的余震序列等研究溧阳地震破裂类型、震源体形态，结合深部构造资料研究溧阳地震的震源构造要素和震源断裂。５．５级地震的震源断裂是以ＮＮＥ向占优势的Ｙ型断裂，其倾向ＮＷＷ，倾角５０°；６．０级地震震源断裂呈ＮＮＥ向，倾向ＳＥＥ，倾角８５°。据震源机制结果，５．５级地震属于右旋走滑断裂，６．０级地震属于右旋陡斜滑断裂，两者是一对新生共轭右旋走—陡斜滑断裂。从两次地震序列时间分布的连续性、平面断裂连贯性、空间破裂共轭性和岩石力学实验结果，论证两次溧阳地震是相互联系的同一地震事件的两次破裂。     

上海及邻区新构造应力场初步探讨

本文从活动断裂、水系分布方向、地震震源机制解三个方面,对上海及邻区新构造应力场进行了探讨。从新构造期活动断裂的力学性质分析,本区主压应力场方向为北东东至近东西;从水系河谷分布的优势方向推论出的主压应力场方向为96°左右;用本区56个地震震源机制解的 P轴赤平极射投影的极点统计分析法,确定主压应力方向约为80°;三者大体一致,说明它们是同一构造应力场的产物,其主压应力场方向为近东—西向。     

汶川Ms8.0级地震断层同震位移特征对断裂构造分析的启示

断裂构造是地壳浅层次最重要的构造现象,也是构造地质学研究的主要领域之一.以稳态区域构造应力作用下的岩石变形破坏过程为基础的断裂构造分析理论和方法,受到强地震过程中断裂构造复杂同震变形的挑战.汶川Hs8.0级地震过程中断层同震变形的几何学、运动学特征及其空间变化,为检验断裂构造的几何学、运动学分析的相关理论和方法提供一个现实的范例.本文通过对汶川Ms8.0级地震断层同震位移的方式、规模和空间变化特征分析,提出沿断层走向的位移方式和位移规模的空间变化是区域构造应力和地震动力复合作用的结果.汶川地震过程中地震断层的位移方式和位移规模的空间变化以及同一构造部位的断层摩擦镜面中却出现了不同运动学指向的擦痕线理等特殊的构造现象,对历史断裂构造变形分析中所遵循的某些原则提出了挑战,需要重新审视和研究.     

塑性岩体与逆冲构造变形关系讨论——库车坳陷西部实例分析

在冲断构造分析过程中 ,常常把塑性岩体仅仅作为滑脱层看待 ,忽略了一些地区塑性变形与冲断构造变形的复合作用。根据露头、钻井、地震等资料 ,应用平衡剖面等技术对库车坳陷西部的构造变形进行了恢复分析 ,发现库车坳陷西部的下第三系盐、膏、泥等塑性体受重力和构造应力联合作用发生了复杂的变形。以往单纯用冲断构造模式分析其成因机制 ,没能科学地反映中生界与新生界之间的变形缩短量的差异 ,通过塑性体的底辟变形和滑脱变形依存关系的剖析 ,能够恢复库车坳陷西部构造演化过程 ,进而为油气勘探提供指导。     

地球内部物质、能量交换与资源和灾害

通过对凤凰山岩体接触带的变质与变形特征、显微构造及变形缩短量的计算 ,分析了凤凰山岩体侵位与接触带变形及区域变形的关系。通过接触带变质矿物变形特征的研究 ,揭示了热变质作用与侵位变形的同时性 ;接触带构造变形研究表明 ,岩体周围发育的流变褶皱、韧性剪切带、压溶缝合线等与岩体左旋上升与汽球膨胀侵位有关 ;围岩缩短量的计算结果表明 ,岩体侵位过程造成强烈的围岩缩短是一种强力侵位机制。研究表明 ,凤凰山岩体侵位是在区域NNE向水平左旋剪切应力场作用下完成的。岩体接触带变形是NNE向水平左旋剪切应力与横向推挤的侵位应力联合作用下形成的。     

地震动力学:震源分布与岩石圈流变特性(英文)

地震震源分布强烈依赖于构造环境的温度和压力条件。震源机制可使大陆地壳脆性-韧性转换带(下部稳定性过渡边界)的温压条件复杂化。该过渡边界伴随速度弱化作用(有震活动)向速度强化作用(无震活动)的转化。在岩石圈流变和壳幔动力学的基础上研究了与板块边界有关的地震活动,包括板缘地震和俯冲板片地震。俯冲带板缘地震的深度分布受约于脆性摩擦动力机制,而摩擦剪切机制不能满意地解释深震活动,包括俯冲板片地震。这是因为深震震源机制可能与高压、高温条件下的固一固相变有关,而用脆性破裂或摩擦作用来解释就不近合理。以理论与实验研究为依据,本文对与震源物理和震源分布有关的岩石圈流变特性进行了较为深入的论述。     

保加利亚戈尔诺奥里亚霍沃地震构造带的特点

这一地震带的地震构造特点是由该构造带处在活动区和稳定区的连结带的位置所决定的，同时也受现代地球动力作用的制约．该带的地震受构造控制．而震源多位于地壳范围内．地壳受到断裂(其中包括新近活动的断裂)的强烈切割．     

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。     

汶川Ms8.0地震后龙门山断裂带地壳应力场及其构造意义

2008年5月12日在青藏高原东缘龙门山断裂带中段发生汶川8.0级特大地震。大震发生时释放应力并对震源区及外围构造应力场产生影响,受汶川地震断层破裂方式和强度空间差异性的影响,震后龙门山断裂带地壳应力场也应表现差异特征,至今鲜有针对该科学问题深入的分析和讨论。经过系统收集、梳理汶川地震后沿龙门山断裂带水压致裂地应力测量数据与2008年汶川地震中强余震序列震源机制解资料,对汶川地震后龙门山断裂带中上地壳构造应力场进行厘定,通过与震前构造应力场对比,深入探讨了汶川8.0级地震对龙门山断裂带地壳应力场的影响,进而对汶川震后应力调整过程及青藏高原东缘龙门山地区深部构造变形模式进行研究,研究结果表明:受汶川8.0级地震的影响,震后龙门山断裂带地壳构造应力场空间分布具有差异性,近地表至上地壳15 km深度范围,映秀—青川段最大主应力方向为北西西向、地应力状态为逆走滑型,青川东北部最大主应力方向偏转至北东东向、应力状态转变为走滑型;15~25km深度范围,龙门山断裂带最大主应力方向仍为北西—北西西向、应力状态以逆冲型为主。汶川8.0级地震后,龙门山断裂带中地壳北西西向逆冲挤压的构造应力特征进一步支持了青藏高原东缘龙门山地区东西两侧刚性块体碰撞挤压、逆冲推覆的动力学模式。     

2019年5月18日松原M5.1地震构造机制分析

基于区域地震台网的数字化波形资料,使用ISOLA方法对2019年5月18日吉林松原M5.1地震进行矩张量反演,研究地震的震源机制,并且收集了地震序列中M_L2.5以上地震的震源机制解,采用FMSI（focal mechanism stress inversion）方法反演震中区构造应力场。结果显示：松原M5.1地震的矩震级为4.9,矩心深度为6 km,双力偶分量为91.5%,主压应力P轴方位角、倾角分别为76°和3°,主张应力T轴方位角、倾角分别为166°和16°,震源机制解显示典型的构造地震特征;震中区构造应力场理论应力轴σ₁方位角、倾伏角分别为88.0°和0.9°,σ₂方位角、倾伏角分别为178.2°和9.6°,σ₃方位角、倾伏角分别为352.5°和80.4°,这一结果与区域构造应力场一致。推断认为区域构造应力场触发了2019年松原M5.1地震活动,地震震源机制解的北西向节面与震中区附近的第二松花江断裂现今活动性质完全一致,认为第二松花断裂可能是松原M5.1地震的发震断层。     

2019年3月柴达木盆地茫崖5.0级地震构造与油田井损关系分析

地震引起的油气勘探开发过程中的钻井破坏日益引发关注,研究地震构造与钻井破坏之间的关系对油田安全生产非常重要。2019年3月28日青海省茫崖地区发生一系列地震,最大震级达5.0级,震中位于柴西狮子沟构造,并且在地震期间狮子沟地区钻井发生破坏。结合高精度地震勘探数据与钻井资料,本文刻画了狮子沟地区的地震构造与井损点分布特征,进一步探讨钻井破坏的原因。研究表明狮子沟构造是本次地震的发震构造,由盐上滑脱构造与盐下基底卷入的正花状构造组成,两者夹有厚度不均匀的盐岩体。在地震中被破坏的钻井集中分布于狮子沟背斜北东翼,靠近盐岩体厚度最大的区域。钻井井损点大致位于盐岩体顶面的连面且平行于地层层面。震源机制解指示存在倾向南南东、倾角较陡、以逆倾滑分量为主、兼有左行走滑分量与倾向北东、倾角较缓、兼有逆倾滑分量与右行走滑分量的两节面,分别对应盐下基底断裂的分支断裂与盐上逆冲滑脱断裂。考虑到震源位置的不确定性,盐下分支断裂或盐上逆冲滑脱断裂可能是本次地震的发震断裂,其中后者具有更大的可能性。钻井破坏的原因是同震断层活动造成的沿不稳定盐层顶面发生顺层剪切。因此,本文报道了盐构造环境下地震造成钻井破坏的实例。     

2017年九寨沟7.0级地震序列震源机制解和构造应力场特征

九寨沟余震序列的震源机制和构造应力场有助于认识本次地震的发震构造和孕震机理。本文基于四川区域地震台网的波形资料, 采用波形拟合(CAP)方法和P波初动+振幅比(HASH)方法反演得到2017年8月8日九寨沟7.0级地震序列中59次ML≥3.0地震的震源机制解, 并基于该结果采用阻尼线性逆推法(DRSSI), 计算研究区域的平均构造应力场, 给出该区域的应力场特征。结果显示, 利用CAP方法反演得到的本次主震的最佳双力偶机制解节面I: 走向248°/倾角86°/滑动角–169°, 节面II: 走向157°/倾角79°/滑动角–4°, 矩震级为Mw6.31, 矩心深度5 km, 属走滑型地震事件; 大部分余震的震源机制解错动类型与主震一致, 矩心深度集中在3~10 km; 应力场反演结果显示, 该区域周边的应力性质为走滑型, 最大主应力方向呈NWW–SEE向, 与该区域的应力场方向一致, 表明本次地震主要受区域应力的控制。结合该区域的地震地质构造等已有研究成果, 分析认为此次地震的发震断层为走向NW–SE、倾向SW的左旋走滑断裂——树正断裂, 巴颜喀拉块体向E-SE向的水平运动受到华南块体的强烈阻挡导致此次地震的发生, 汶川地震的发生对本次地震具有一定的促进作用。     

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.     

2018年5月28日中国吉林松原M5.7级地震引起的液化构造*

2018年5月28日,吉林松原市宁江区毛都站镇牙木吐村发生M5.7级地震(45°16'12″N,124°42'35″E),震源深度13 km,震中位于郯庐断裂带西北侧的扶余/松原—肇东断裂带、第二松花江断裂带和扶余北断裂带交汇处。地震诱发震中距3 km范围内普遍的液化和地表裂缝,给当地居民带来严重灾害。可见液化构造以砂火山为主,其次为液化砂堆、液化砂脉和液化砂席等。液化砂火山又可分为有火山口型砂火山、无火山口型砂火山和无砂型(水)火山。地震液化伴生软沉积物变形构造有变形层理、负载构造和火焰构造、滑塌褶皱、碟状构造和包卷层理等。地震诱发液化砂火山形成过程包括液化层内超孔隙流体压力形成、上覆低渗透层破裂和水、砂喷出地表后砂涌3个阶段。液化和流化砂体在上涌过程中会注入低渗透黏土层形成各种形态的砂脉、砂席和多种类型的变形构造。垂向上地震液化结构可划分为底部松散可液化层、下部液化变形层、上部液化变形层和地表砂火山4层结构。液化层埋深2~5 m,液化层厚度2 m。松原M5.7级地震发震机制为NE-SW(35°~215°)方向挤压应力使断层活跃,推测扶余/松原—肇东断裂是主要的发震断层。松原地震液化构造研究为现代地震活动区和灾害易发区预测提供依据,为地震引发的现代软沉积物变形构造研究提供丰富的素材,兼具将今论古意义,为揭示本世纪以来郯庐断裂带北段进入了一个强断裂和地震活跃阶段提供了最新的实际资料。     

软沉积物变形中负载、球—枕构造的古地震研究综述

在构造活动地区,软沉积物变形是研究古地震的一种关键证据。近年来,湖相沉积中的软沉积物变形受到越来越多的关注,但多数研究局限于软沉积物变形的形态分类。相比之下,对软沉积物变形的成因分析、触发机制和变形过程缺少系统分析,以至于软沉积物变形能否反映地震事件,以及软沉积物变形类型、强弱与地震震级和震中位置是否存在明确关联还存在较大争议。鉴于此,本文选择软沉积物变形中典型的变形构造—负载、球—枕构造,从其具体特征、成因、触发机制、变形过程、变形强弱与震级及震中距关系等方面展开讨论。统计结果显示,当沉积记录中的负载、球—枕构造为地震成因时,其代表的震级可能为6.0~7.0级,震中距约为20~70 km。就相同变形强度的负载、球—枕构造来说,湖相沉积记录的震级最强,其次为河湖相沉积和海相沉积。负载、球—枕构造变形层的宽度和厚度以及球状半径大小与地震震级具有正相关关系,而岩性与地震震级大小没有直接的对应关系。利用软沉积物变形所对应的地震震级估算距震中距离,或者采用软沉积物变形距断层距离估算地震震级的方法都是可行的。这样看来,软沉积物变形不仅能够记录地震事件,而且能够根据其变形类型、尺度大小和强度变化等,较好地确定地震震级及震中位置,为古地震研究提供了一个相对独立的研究方向。     

地震断层力学的多尺度问题

大量观察和研究结果证明,大陆浅源构造地震是由上地壳岩石的突发性剪切运动造成的,这种固体脆性破坏一般是在区域构造应力作用下沿原有断层面的快速滑动和破裂扩展,可称为地震断层作用(earthquake faulting),它的机制主要是固体力学过程,即岩石空间位置的变动。很多地震研究,如地震构造、地震机制、地震前兆等,都涉及地震断层力学问题,也是构造地质学的一个前沿研究领域。     

九寨沟7.0级地震的地震断裂及震源破裂的构造动力学机理研究

本文针对九寨沟7.0级地震的发震构造及震源破裂的构造动力学问题,从地质调查、测试与震源构造动力学理论分析相结合的角度阐明:此次地震发生在处于高法向应力左旋剪切受力状态的岷山隆起带北端与西秦岭地槽褶皱带之南缘文县-玛沁断裂相交汇部位;沿"九寨天堂"-震中-五花海以及上四寨村-中查-比芒一线发育的两条具有构造破裂特征的NW向地裂缝带,是"隐伏状"地震断裂错动造成的地表同震破裂,前者是本次地震的控震构造,后者是NW向断层的次级同震复活及扩展;此次地震的震源断层错动过程受NW331°走向的陡倾角（∠87°）断层节面控制的走滑型剪切破裂,断裂两端的剪切破裂表现出持续扩展趋势;震源构造动力学过程实质上是地壳深部沿NW方向左旋剪断"凸出体";地震断裂带两端破裂扩展的持续发展,将导致地壳"凸出体"逐步剪断贯通。