基于原地应力测量数据的中国大陆地壳上部应力状态研究

在两个水平主应力随深度呈线性增加的前提下,通过数学推导,建立了侧压系数、水平最大与水平最小主应力之比(σH/σh)以及剪应力相对大小μm等应力参数随深度变化的关系式.在此基础上,依据中国大陆1780条二维水压致裂和应力解除的原地应力测量数据,对多个应力参数随深度的变化进行了回归分析.结果显示,中国大陆地壳浅部的侧压系数随深度的变化呈完整的双曲线形态,通过稳定性检验说明,即使缺少较深的原地应力实测数据,只要有一定数量的测试深度超过1500 m的数据,仍然可以得到比较可信的侧压系数回归分析结果,在整个脆性上地壳的物性参数没有本质变化的前提下,可以利用地壳浅部的侧压系数回归分析结果推断脆性上地壳的2个水平主应力的取值范围;相对于侧压系数,在中国大陆地表以下几千米深度范围内,σHH/σ和μm的变化不大,更接近线性分布,σH/σh的拟合值在1.5左右,μm的拟合值在0.2左右,并且μm的线性集中程度更好.利用μm的大小来判断活动断裂的地震危险性具有一定合理性.     

中国大陆构造应力应变场现今年变化特征的数值模拟

根据中国大陆活动地块构造、全新世活动断裂、分辨率为1°×1°的中国大陆地壳波速结构等,建立了中国大陆构造应力应变场的二维有限元模型。利用GPS实测资料,导出现今中国大陆构造应力场年平均变化的有限元模型位移速率边界条件,进而通过数值模拟研究了中国大陆现今构造应力应变场的年变化图像的基本特征。研究结果表明:(1)中国大陆现今构造变形的总体特征受控于与周边板块的相互作用,其中印度板块起着主要控制作用。中国大陆西部具有向NNE方向的位移速率,其值在碰撞边界最大,由南至北、由西到东,向北的位移分量逐步减小而向东的位移分量逐步增大;东部地区存在着整体的向东运动,且具有一定的向南运动分量。(2)中国大陆现今地壳应力场近年来处于增强的进程中,且呈现了以青藏高原为中心向东辐射的基本形态。总体特征与中国大陆背景应力场相似,表明了中国大陆现今构造运动的继承性。(3)最大主应变具有明显的西高东低特征,西部构造活动强烈,而东部相对较弱。活动断裂带均为最大主应变的高值区,而它们所围限的活动地块内部的应变相对较小。(4)川滇地区的应力应变场具有特殊性,并非由单纯的板块边界碰撞所控制,周围活动地块的运动、下地壳或上地幔的物质流动以及特殊的边界构造形态(如喜马拉雅东构造结)的作用,均可能成为其区域构造应力应变场的控制因素。     

中国大陆及邻区现代构造应力场分区

以“中国大陆地壳应力环境基础数据库”资料为基础,总结了中国大陆及邻区现代构造应力场的基本特征,提出了划分构造应力分区的原则,将中国大陆及邻区现代构造应力场划为四级应力区. 指出一级构造应力区主要受板块边界的几何特征和作用在边界上的力所控制,应力作用在大范围和长时间内保持均匀和稳定;二级构造应力区受控于区域块体间的相互作用,在较大区域范围内应力作用具有较强的相关性;三级构造应力区受控于区域内部块体间的相互作用,在一定区域范围内应力结构具有相似性;四级构造应力区受控于块体和断裂相互作用的影响,其应力性状(方向、强度、结构等)一致性较好. 论文还初步分析了控制中国大陆及邻区现代构造应力场分布的动力学环境.     

我国地应力观测与地震预报

我国是最早开展地应力连续观测并将其用于地震预报的国家,回顾40年的发展历程,总结经验教训,分析国际发展趋势,提出了我国地应力监测与地震预报发展构想。     

汶川Ms 8.0地震地表破裂带北川以北段的基本特征

对北川-青川间汶川MS8.0地震地表破裂的野外地质调查表明,在这一段内主要存在一条地震地表破裂带,总体沿北川-青川断裂带分布。沿黄家坝、陈家坝、桂溪、平通、南坝、石坎等地的观察显示,该段地表破裂沿走向连续分布,结构单一,破裂长度为60~90km,地表破裂没有到达青川县关庄镇。可观察到的破裂长度在北川北至石坎之间,长62km,走向总体为20°~55°,运动学性质主要为右旋走滑逆冲。地震形成的地表破裂主要表现为垂向上的地表拱曲,指示了深部断层的逆冲性质;在水平运动方向上则主要表现为右旋走滑,不存在左旋走滑分量。地震地表破裂显示的同震垂直位移从西南段黄家坝的3m左右,向东北逐渐降低至南坝、石坎的1.5m左右;右旋水平位移没有明显变化或者略有增加,一般在1.5~2.0m之间。地表破裂特征表明,引起本次汶川MS8.0地震的发震构造是映秀-北川-青川断裂带,该断裂以逆冲运动为主,兼具右旋走滑分量,逆冲方向由NW向SE     

地壳应力观测与研究

概要介绍了全球地壳应力观测与研究的新进展,重点阐述了深部地应力测量研究的现状和测试方法以及用于地震观测和工程监测的地应力测量新技术,并分析了我国地应力测量及研究工作与国际上存在的差距,以期引起人们对这一问题的关注。     

山西太谷断裂南段晚更新世以来的活动特征

太谷断裂为太原盆地的边界断裂,是晋中盆地研究程度较低的一条断裂。根据野外地质调查,断裂展布在黄土台地前缘,断错了盆地的洪积扇及河流阶地,是一条全新世活动的正断层。在上曹麻和北甲开挖了3个探槽,根据地层基本单元和年代学测试结果,探槽揭示了3次古地震事件,分别为8ka之后、11ka之后和17ka年之后。全新世垂直滑动速率为0.09mm/a;晚更新世以来的平均滑动速率为0.16~0.19mm/a。完善了太谷断裂的研究,为晋中盆地防震减灾提供可靠的科学依据。     

华北地区小震精定位及构造意义

收集了华北地区2001年10月-2009年9月发生在该区内的7 519次地震事件被166个数字化地震台站记录到的74181条P波和74465条S波到时资料,采用双差定位法对这些小震进行了重新定位,最终得到了5 511次小震的定位结果.结果表明,重新定位后的结果较好地改进了原定位的精度.从平面上来看,重新定位后的小震更加...     

京津唐地区地震灾害和危险性评估

利用我国京津唐地区500年以来记录较完整的历史地震烈度资料,尝试进行了地震灾害与危险性分析,以提供制定抗震设防基本参数或烈度的参考.首先,我们用ArcGIS把这些历史烈度资料进行了数字化,并把研究区分成 0.1°×0.1°的小方格.然后,我们对烈度资料进行了统计分析,得到每个小方格的地震烈度-频度关系（即灾害曲线）.最后,基于地震发生遵从泊松分布的假定,利用灾害曲线估算了京津唐地区的地震风险,即在未来一段时间内(如 50年)该地区遭受某一地震烈度(如Ⅶ,Ⅷ,或Ⅸ度)的超越概率.同时,我们还估算了50年超越概率10%所对应的地震烈度,如：北京为Ⅸ,天津为Ⅸ,唐山为≥Ⅸ,保定为Ⅷ,廊坊为Ⅸ.研究结果表明,京津唐地区有较高的地震危险性,现行的抗震设防要求可能偏低.     

汶川8.0级地震地表破裂带

汶川8.0级地震的发震构造为龙门山断裂带。地震地表破裂分布在北川-映秀断裂和江油-灌县断裂上,长度分别为200km和70km。地震地表破裂表现为地表出露的地震破裂面、雁列分布的地震裂缝、地震断坎和断塞塘等。地表破裂的性质主要为右旋逆冲,最大同震位错的逆冲量和走滑量均为5.0m左右,分别位于擂鼓和虹口附近。地表破裂带的最大挤压缩短量为3.5m左右,最大宽度约为70～100m。