冲绳海槽和琉球岛弧的地震活动与应力场

依据1977-1991年mb5.0的地震目录和汇编的68个地震机制解, 分析了冲绳海槽和琉球岛弧的地震活动特征和应力状态, 提出了29N附近的吐噶喇海峡断裂带是一条切穿岩石圈的地震断裂带, 指出产生该断裂带南北两侧俯冲板舌内应力状态不一样的主要原因是两者俯冲深度不同所致。提出了冲绳海槽在进行NW-SE方向的扩张过程中同时伴有垂直于海槽的正断层作用。并初步提出了冲绳海槽区有两个发震层分布的可能。      

日本海-鄂霍次克海下俯冲带的应力状态及其深部形变

通过地震分布及地震机制解所反映的日本海-鄂霍次克海俯冲带的形态及应力状态,研究了俯冲带深部形变及650km间断面的穿透问题.日本海Benioff带较直,连续性较好;鄂霍次克海Benioff带弯度稍大,220-320km深度之间地震很少.两俯冲带在浅部及深部地震密集,100-200km深度之间有双地震层.应力状态随深度变化,200km深度以下P,T轴方向相对集中,P轴接近俯冲方向,在约100-200km深度附近,P,T轴均接近俯冲方向.观测和理论地震图拟合分析表明,地震断层面走向接近俯冲带走向,断裂的结果使俯冲带在深部倾角变小.     

冲绳海槽北部基底构造特征

利用最新的重磁数据对冲绳海槽北部的基底构造进行了推断解释.研究表明,在海槽内部主要发育两条火山带,一条为著名的吐噶喇火山链,由一系列活动的或休眠的串珠状展布的活火山岛构成;另一条沿海槽中央张裂轴分布,主要由孤立的海底火山构成.冲绳海槽的基底具有沿东西向凹－凸－凹相间的构造格局,深度在1 km~8 km之间变化,受吐葛喇断裂带的北部断裂F1的作用,第三系基底构造发生了显著变化,说明吐葛喇断裂带的北部断裂F1是一条构造转换带.莫霍面为一北北东向的向东倾伏的幔坡,地壳厚度由21 km减至18 km.     

由浅源地震矩张量推断的沿琉球岛弧和冲绳海槽的应力场

使用区域(NIED MT)和全球(哈佛大学CMT)矩张量目录研究了琉球岛弧和冲绳海槽的应力场。使用NIED MT目录4年数据和哈佛大学CMT目录24年数据的联合数据集，发现沿琉球岛弧弧前分布的平行弧向的扩张应力区域，并观测到详细的冲绳海槽扩张应力场。除北东端外，该顺弧向扩张在整个琉球岛弧区域都可以观测到。该应力场通过火山链与冲绳海槽的弧后扩张应力场明显分开。由于它存在于正俯冲区域以及弱耦合俯冲区域中，倾斜俯冲的影响不足以解释平行弧向扩张的形成。因而，我们认为弧后张开过程应该在这个平行弧向的扩张中起了重要作用。沿冲绳海槽，在琉球岛弧东南部和中部观测到垂直岛弧方向的扩张应力场，而在冲绳海槽东北部，扩张轴的方向既与岛弧的法向斜交又与板块运动方向斜交。考虑了俯冲板块与弧前和弧后相互作用的二维力学模型是不充分的，因为整个琉球岛弧都观测到平行弧向扩张应力场，而且冲绳海槽东北部的扩张轴与海槽走向斜交。倾斜的弧后应力可能发源于弧后下部或者弧后大陆一侧。解释该现象的最简单的方法之一可能是冲绳海槽东北部的活动断裂作用。     

千岛—鄂霍次克海地区的地震分布、震源机制及应力状态

利用1971年1月至1982年12月的地震资料,研究了千岛岛弧地区的地震分布及震源机制解,进而讨论了贝尼奥夫带的形态及应力状态。地震分布于沿海沟展布的NE向的弧形带上,除地壳内地震外,形成明显的贝尼奥夫带,贝尼奥夫带最深达619公里,两侧较浅,少于200公里,倾向近于NW55°,倾角为45°。地壳内的压应力轴位于NW方向,且接近于水平,反映了太平洋板块的挤压;俯冲带上应力轴随深度变化:114公里以上的T轴沿俯冲方向,114公里至175公里震源机制解分为两组,T轴沿俯冲方向和P轴沿俯冲方向;320公里至440公里范围内P轴有接近俯冲方向的趋势,但较为分散;515公里以下P轴相当集中,且沿俯冲方向。本文对这种应力分布的成因进行了讨论     

日本海及中国东北地震的深度分布及其应力状态

本文分析了日本海及中国东北的地震深度分布。证实了日本本州北部至中国东北的贝尼奥夫带(Benioff)基本是连续的,该带的倾向约为北85°西,倾角约为29°,深度在150公里以下贝尼奥夫带厚度约为20公里。研究了日本本州北部至中国东北的震级M_b≥5.0地震的震源机制解,发现中国东北地壳应力场与日本海地壳的应力场方向一致,来源于太平洋板块的挤压。在俯冲带上,深度在100公里到200公里之间的情况较为复杂,大多数地震显示的主压应力方向与贝尼奥夫带的倾向、倾角一致,有的T轴取向与贝尼奥夫带的倾向、倾角一致,有的特征方向与贝尼奥夫带倾向、倾角均不一致。深度在200公里至500公里之间,主压应力方向近于水平,并与贝尼奥夫带走向垂直,张应力轴相对集中。深度大于500公里时,主压应力方向与贝尼奥夫带的倾向、倾角一致,张应力轴相对集中     

冲绳海槽南部基底构造特征

利用最新的重磁数据对冲绳海槽南部的基底构造进行了推断解释,研究表明,在冲绳海槽南部,莫霍面构造为一南北两端高,中间低的鞍状构造,地壳厚度在15.5~21 km之间变化.基底深度一般在4~6 km之间变化,表现为南段深度大,北段深度小,在北西向断裂系的作用下,基底局部构造大都成北西向展布,说明冲绳海槽早期的北东向带状构造受到了后期的北西向构造活动的强烈改造作用.在冲绳海槽南部发育有两条沿北北东向展布的火成岩带,一条分布在冲绳海槽扩张轴以东及琉球岛弧西侧下坡;另一条分布在冲绳海槽与琉球岛弧隆褶带的结合部位,火成岩主要是由北东向构造活动产生的,而与北西向断裂关系不密切.     

缅甸山弧地区Benioff带的形态及其应力状态

研究了缅甸山弧附近的中源地震分布,发现h>70km的地震主要分布在20°N-27°N之间,形成明显的条带分布,24°N以南走向近南北,24°N以北走向逐渐接近NE;通过垂直剖面的研究,发现缅甸山弧下的Benioff带形态是变化的,在南北两端倾角较小,且较为平直,延伸深度浅,小于100km;在地震带的中间部分,Benioff带的倾角逐渐加大,且倾角随深度加深而增大,延伸深度可达180km。在一些剖面上出现双地震层,一般出现在45-100km的深度范围内,两层间的距离从10-25km不等;在同一剖面上,两层间在浅部间距大,在深部间距小。研究了沉降带上的应力状态,发现沉降带上P轴的优势方向位于NE-SW,T轴分布较分散;P、T轴随深度没有明显变化;在上地震层中,T轴明显接近于Benioff带的倾向;通过地壳内及沉降带上地震机制解的对比,发现前者的优势方向相对于后者逆时针旋转了一定角度。     

东海地区现代构造应力场及其成因探讨

分析了东海东南部地区5口3 000余米深、井径测井段千余米至两千米长的钻孔孔壁崩落特征,结合以前分析过的另外11口深钻孔的孔壁崩落特征,推断出东海地区的最大水平主压应力方向为NE-SW向,水平差应力不强．分析了冲绳海槽和琉球岛弧地区1977～1998年中心地震矩张量解的P,T轴方位分布．结果表明,冲绳海槽地区的P轴方向多为NE-SW向,与海槽延伸方向一致．海槽地区地震震源机制解的T轴方向为NE-SW向,与海槽延伸方向垂直．这些特征说明,菲律宾海板块对东海地区的水平作用并不是挤压,而是拉张．利用二维弹性有限元模拟法研究了东海地区现代应力场的成因．结果表明,东海地区应力场和台湾地区的强烈北西向挤压与琉球岛弧的弧后扩张有关．东海地区水平差应力不强可能是该地区强地震少的动力原因．      

汤加-克马德克俯冲带现今非均匀应力场特征及其动力学意义

汤加-克马德克俯冲带是太平洋板块向澳大利亚板块俯冲碰撞的动力作用区,是全球俯冲带动力学研究的热点区域.本研究基于EHB地震目录,对汤加-克马德克俯冲带(18.5°S-28.5°S)区域进行平面拟合,得到该范围内俯冲带走向约为196°,倾角约为48°;利用该俯冲带研究区域内Global CMT目录,对不同位置、不同深度进行区域应力张量反演,得到汤加-克马德克俯冲带研究区内精细的应力图像.结果显示:(1) 俯冲带浅部(60~300 km)应力结构非均匀特征明显,主应力轴倾伏角变化多样,并且最大主压应力轴方位在24°S左右发生明显偏转,我们推测这可能与洋底构造路易斯维尔海链俯冲有关;(2)中部(300~500 km)最大主压、主张应力轴由北向南逐渐发生偏转,这可能与由北向南流动的地幔流对俯冲板片产生推挤作用有关,并且这种推挤作用向南逐渐减弱;(3)深部(500~700 km)最大主压应力轴沿俯冲方向分布;(4)本文的结果还发现了主俯冲带深部西侧"偏移"板片与主俯冲带应力结构不同,表明"偏移"板片与主俯冲带是分离的.     

西北太平洋俯冲带日本本州至中国东北段应力场反演

本研究基于Global CMT提供的1196个1976年11月-2017年1月M_W>4.6地震矩心矩张量解,对西北太平洋俯冲带日本本州至中国东北段的应力场进行反演计算,得到了从浅表到深部俯冲带应力状态的完整分布.结果显示：俯冲带浅表陆壳一侧应力场呈现水平挤压、垂向拉伸状态,洋壳一侧的应力状态则相反,即近水平拉张、近垂向压缩.沿着俯冲板片向下,应力主轴逐渐向俯冲板片轮廓靠拢,其中位于双地震层（120 km深度附近）之上的部分,主张应力轴沿俯冲板片轮廓展布而又比其更为陡倾;双地震层内的应力模式同典型Ⅰ型双层地震带内的应力模式一致,即上层沿俯冲板片轮廓压缩、下层沿俯冲板片轮廓拉伸;双地震层之下,应力模式逐步转变为主压应力轴平行于俯冲板片轮廓.通观所研究的整个俯冲系统,水平面内主压和主张应力轴基本保持了与西北太平洋板片俯冲方向上的一致性,同经典俯冲板片的应力导管模型所预言的俯冲带应力模式相符;而主张应力轴在俯冲板片表面之下的中源地震深度范围内转向海沟走向,或许同研究区域横跨日本海沟与千岛海沟结合带,改变的浅部海沟形态致使完整俯冲板片下部产生横向变形有关.

     

南黄海和东海地区现代构造应力场特征的研究

分析研究了南黄海和东海地区18口石油勘探钻井的井孔崩落特征，结合对琉球岛弧和冲绳海槽地区浅源地震震源机制解的分析，确认了南黄海地区与我国华北地区有类似的现代构造应力场特征；并得出东海地区的最大水平压应力方向为NEE-SWW，最小水平压应力方向为NNW-SSE，它们分别与冲绳海槽地区的最大和最小主压应力方向接近;东海地区地壳上层的水平差应力可能不强，这与该地区没什么地震活动的特点是一致的．根据应力场特征推断，我国东部地区并未受到菲律宾海板块俯冲的推挤作用，而是可能受到垂直于冲绳海槽走向的拉伸作用的影响．     

Seismicity and stress field in Okinawa Trough and Ryukyu regions

（黄培华）（苏维加）（陈金波）ＳｅｉｓｍｉｃｉｔｙａｎｄｓｔｒｅｓｓｆｉｅｌｄｉｎＯｋｉｎａｗａＴｒｏｕｇｈａｎｄＲｙｕｋｙｕｒｅｇｉｏｎｓ￥Ｐｅｉ－ＨｕａＨＵＡＮＧ；Ｗｅｉ－ｊｉａＳＵａｎｄＪｉｎ－ＢｏＣＨＥＮ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＥａｒｔｈａ...     

帕米尔-兴都库什地区地震空间分布特征及应力场特征

本文研究了兴都库什及帕米尔地区地震的空间分布.发现h<70km的地震分布广泛,h≥100km的地震形成-S形的倾斜中源地震带.在71.5°E以西,中源地震带倾向接近正北,倾角随深度变化,在深部接近垂直,且倾角自西向东逐渐变陡,在71.5°E以东,倾向逐渐由东南变为正南. 分析了121个m_b≥5.0地震的机制解.浅源地震机制解的P轴大多位于NS和NNW-SSE方向,且多近水平,反映此区受到NS或NNW-SSE方向挤压.各剖面应力轴分布规律性强,在150km以下,总的趋势是机制解的T轴接近于倾斜的中源地震带的下倾方向,而P轴倾角较小且垂直于倾斜的中源地震带的走向.     

琉球海沟的构造和运动特征

琉球海沟是欧亚板块与菲律宾海板块之间的边界，海沟西坡是大陆性质的琉球岛弧，东坡是大洋性质的菲律宾海地壳．海底地震反射探测和地震震源定位表明，菲律宾海板块沿海沟向琉球岛弧下俯冲，俯冲角度与深度沿海沟走向变化．有证据显示，由于俯冲板前缘的横向移动，海沟和岛弧正朝大洋方向后退，弧后盆地-冲绳海槽发生拉张变形．最近一次的海沟后退与冲绳海槽扩张可能是从上新世末(2Ma前)开始的，岛弧的后退移动和弧后拉张在南部与海沟走向垂直，在中部和北部与海沟走向斜交，总体上向南的运动分量占优势、与海沟后退相关的弧后拉张集中在冲绳海槽，没有证据表明对其西侧的中国东海陆架盆地产生影响、海沟后退的原因可能与俯冲板的动力不平衡以及它与周围地幔的相互作用有关．     

Present-day tectonic stress in the East China Sea region and its possible origin

IntroductionTheEastChinaSea(ECS)regionisapartoftheoff-shorecontinentalshelfregionintheeasternpartofChina.AlthoughmiddleandstrongearthquakesoccurfrequentlytoitssoutheastintheregionofOkinawatroughandRyukyuislandarc,andevenmorefrequentlytoitssouthinTaiw...