中国及邻区震源机制解的分区特征

利用《中国大陆地壳应力环境基础数据库》收录的中国及邻区2660个地震震源机制解资料(数据截止到2003年底),在分析中国及邻区震源机制解及其分布特征的基础上,重点分析探讨了中国境内6级以上地震的震源机制解的分区特征:东北-华北应力区震源机制解水平最大主应力的优势分布方位为近EW向和NEE向,震源机制解类型相对较为单一,以走滑型为主。华南应力区水平最大主应力的优势分布方位为NW-SE向,震源机制解类型主要是逆断型和走滑型。新疆应力区水平最大主应力的优势分布方位为近SN向,类型也主要是逆断型和走滑型。在青藏高原南部应力区,震源机制解水平最大主应力方位的分布相对比较集中,优势方位为近SN向,类型基本上只有走滑型和正断型2类。而在青藏高原北部及北东边缘应力区,水平最大主应力方位变化较大,震源机制解类型以走滑型为主,同时还有一定数量的正断型和逆断型震源机制解。

汶川地震序列震源机制解研究

利用2008年5月12日至8月7日包括国家地震台网、地方区域地震台网和流动地震台网在内的1023个地震台站及IRIS台站的数字地震波形记录资料,读取P波初动极性,并采用改进的格点尝试法对汶川地震序列震源机制解进行求解,给出121个4.0级以上质量可靠的震源机制解。根据求解结果发现:汶川Ms 8.0级主震P波初动解为纯逆冲型;汶川余震序列震源机制解绝大部分是逆冲型或走滑型地震,并具有分段分布特征;其P轴方位有两个优势分布方向:北西西—南东东向和北东东—南西西向。

川滇地区现代构造应力场分区及动力学意义

利用震源机制解确定应力分区的逐次收敛法,并结合水压致裂原地应力测量结果和断层滑动反演资料,对川滇地区应力分区进行了较为详细的厘定.结果表明,2条北北西向近似平行的应力转换带将川滇地区分成3个应力区,2条应力转换带之间形成的川滇应力区的最大主应力σ1方位正好也是北北西向.川滇应力区东边界(东边的应力转换带)基本上与川滇菱形块体的东边界相吻合;川滇应力区西边界(西边的应力转换带)与川滇菱形块体的西边界并不完全一致,西边的应力转换带的北段基本沿金沙江断裂带,与川滇菱形块体的西边界相一致,往南应力转换带并没有继续沿着川滇菱形块体的西南边界红河断裂带,与东边的应力转换带形成交会,而是延续北北西走向,应力转换带的南段与营盘山断裂带相重合.认为,在印度板块北移,青藏高原东侧物质南东向侧移,以及华南块体强烈阻挡的共同作用下,川滇地区构造应力场格局并不完全受已有构造的控制,而很有可能形成新的应力转换带.

华北地区构造应力场非均匀特征与煤田深部应力状态

将华北地区分成11个应力小区,依据华北地区近期1111条中小地震震源机制解数据,利用格点尝试法分析华北地区主应力方向的分布特征,结果显示,华北地区现今构造应力场以水平作用为主,其中,唐山和晋南地区最大主应力方向为近EW向,其他地区最大主应力方向均为NEE向,方位为NE60°～80°。鲁西南万福煤矿深部水压致裂原地应力测试结果显示,水平最大主应力方向的为NE40°～80°,与鲁西南地区中小地震震源机制解的分析结果十分接近。通过构造类比,认为万福煤矿深部应力状态受控于鲁西南地区区域构造应力场。

利用震源机制解对中国西南及邻区进行应力分区的初步研究

将滑动方向拟合法引入应力分区的研究中， 以地震震源机制解反演出的断层面上剪应力的方向和相对大小作为判定条件， 对一地区的地震震源机制解进行逐一筛选， 确定受各个不同构造应力场控制的地震， 然后再根据地震的震中分布划分应力分区， 我们称之为逐次收敛法． 通过对２９７ 个地震震源机制解的反演分析， 认为中国西南及邻区可分为５ 个应力分区，并计算出５ 个应力分区相应的３ 个主应力的方向和应力形因子Φ的大小．

1976年唐山地震前后华北地区现代构造应力场的时空变化特征

通过对华北地区 196 3～ 1998年间 12 6个地震 (MS≥ 4 7)震源机制解的逐一筛选 ,运用逐次收敛法对中国华北地区现代构造应力场进行了反演分析 ,发现该地区现代构造应力场的方向在时间和空间上存在着较为明显的演变特征 :①中等主应力σ2 基本上是近垂直的 ,最大主应力σ1和最小主应力σ3 都接近水平 ,σ1、σ3 的方位在时间和空间上则存在着一定的变化 ;②1976年唐山地震以前 ,该地区现代构造应力场的方向基本一致 ,最大主应力σ1的方位角为 6 8°(北东东向 ) ;③ 1976年唐山地震以后 ,华北地区现代构造应力场的方向发生了一定的变化 ,华北北部地区和郯庐断裂带以东地区现代构造应力场的方向没有明显改变 ,最大主应力σ1的方向仍为北东东向 ,方位角保持 6 8°不变 ,而华北中南部地区最大主应力σ1的方位则发生了顺时针的转动 ,方位角变为 87°(近东西向 )。

中国大陆地壳应力环境基础数据库及查询系统

通过对现有 6大类主要地应力基础数据资料———震源机制解、水压致裂、钻孔崩落、应力解除、断层滑动和连续应力应变观测数据的收集整理 ,建成了便于更新的“中国大陆地壳应力环境基础数据库”。介绍了数据库的结构及其查询分析系统。数据库通过MicrosoftAccess数据库系统建立 ,其中震源机制解和水压致裂采用双数据表结构设计 ,丰富了数据库的数据信息。数据库查询分析系统以MapInfo地理信息系统为技术支持平台 ,依据“中国大陆地壳应力环境基础数据库”中的数据信息 ,自动生成空间数据库 ,实现了地应力数据的地图显示。以此为基础 ,系统提供了包括可视化地图查询和条件查询在内的多种数据库查询方式 ,实现了空间图形数据与文本属性数据的相互查询。另外 ,数据库查询分析系统还提供了地应力研究成果查询、应力方向大小统计分析、专题图及其它辅助功能。

伽师及周围地区现代构造应力场特征研究

对伽师及周围地区内震源机制解、钻孔崩落、断层滑动资料等地应力数据进行统计,分析了区域构造应力场的总体方向特征.3类地应力数据给出的水平最大主应力方向差异不大,表明该地区构造应力场在水平向上总体呈南北向挤压.利用137个地震震源机制解数据,对伽师及周围地区现代构造应力场的时空变化特征进行了反演分析.反演计算结果表明,伽师周围地区区域现代构造应力场最大主应力σ1为北北西-南南东向,方位角为162°.在1997—2003年的伽师巴楚地震前,伽师震源区最大主应力σ1和最小主应力σ3的方向,相对于周围区域构造应力场发生了顺时针偏转,最大主应力σ1变为北北东—南南西向,方位角为25°.在这一构造应力场的控制下,发生了包括1997年伽师强震群在内的一系列地震.其后,伽师震源区构造应力场可能又一次发生了调整,控制2003年伽师巴楚地震的构造应力场与周围地区区域现代构造应力场相一致.

汶川8.0级地震及其余震序列震源机制解分析

2008年5月12日发生的汶川8．0级特大地震位于我国南北地震带中段，根据中国大陆现代构造应力场分区的研究结果（谢富仁等，2004），地震发生的地点属于龙门-松潘应力区，该地区区域最大主压应力方向为北西西-南东东。对于汶川8．0级地震的震源机制解，国内外已开展了多方面的研究，美国哈佛大学、美国地质调查局（USGS）以及中国地震局地球物理研究所快速测报了汶川地震的地震矩张量反演结果。

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 .

中国大陆与各活动地块、南北地震带实测应力特征分析

本文以"中国大陆地壳应力环境基础数据库"为基础,补充了迄今为止查阅到的中国大陆水压致裂法与应力解除法的实测地应力数据,在1474个测点上得到3586条数据,研究区经度范围75°E-130°E,纬度范围18°N-47°N,深度范围0～4000m,基本覆盖了中国大陆的各活动地块与南北地震带各段等研究区.本文采用等深度段分组归纳的方法解决了实测地应力数据样本数量沿深度分布的不均匀问题,给出了中国大陆与各研究区地壳浅层测量深度范围内应力量值、方位特征.结果显示:(1)中国大陆地壳浅层最大水平应力、最小水平应力、垂直应力随深度呈线性增加;(2)中国大陆地区侧压系数随深度的变化特征为:浅部离散,随着深度增加而集中,并趋向0.68,D=465m是水平作用为主导向垂直作用为主导的转换深度,Kav=1;(3)中国大陆水平差应力在地表为3 MPa左右,随深度增加以5.8MPa/km的梯度增大;(4)在测量深度范围内,中国大陆各研究区最大水平应力中间值(深度为2000m时的统计回归值)从大到小的顺序是:青藏地块63.6MPa、南北带北段57.3MPa、华南地块51.4MPa、华北地块50.5MPa、南北带中段47.9MPa、西域地块47.5MPa、南北带南段45.4MPa、东北地块44.8MPa,总体表现为"西强东弱"的基本特征,反映了印度板块与欧亚板块的强烈碰撞是中国大陆构造应力场强度总体特征的主要来源;(5)与其他研究区相比较,青藏地块地壳在从南向北的挤压作用下呈现出明显的"浅弱深强"特点;(6)最大水平应力方向的总体特征,基本以青藏高原为中心,呈辐射状展布,由西向东,从近N-S方向逐步顺时针旋转至NNE-SSW、NE-SW、NEE-SWW、NW-SE方向,与深部的震源机制解研究结果有一致性.

利用P波初动资料求解汶川地震及其强余震震源机制解

通过查阅国家地震台网、各省区域地震台网和流动地震台网,以及IRIS数据中心给出的一些国际台站的数字波形记录,读取P波初动方向,利用格点尝试法计算了2008年5月12日汶川8.0级(MS)特大地震以及其后发生的部分强余震(44次)的震源机制解.这组震源机制解是对哈佛大学已公布的9个地震的最佳双力偶解的很好补充.

滇西南地区现代构造应力场分析

利用断层滑动资料反演构造应力张量的方法 ,获得滇西南地区 2 0个构造应力张量数据 ,并通过与由震源机制解资料求解该地区平均应力场结果的对比 ,获得了研究区现代构造应力场特征 :镇源—营盘山断裂以西至龙陵断裂带以南地区 ,最大主压应力方向为北北东 ,应力结构以走滑型为主 ;龙陵断裂带及其以北的局部地区 ,最大主压应力方向为近南北或北北西 。

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1500m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,σH/σh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.

华北地区实测应力特征与断层稳定性分析

以中国大陆地壳应力环境基础数据库为基础,选取华北地区水压致裂法与应力解除法的实测地应力数据共计1 017条,得到华北地区及研究子区宏观应力场特征:(1)华北地壳浅层最大水平应力H、最小水平应力h随深度D呈线性增加;(2)在0~4 000 m测量深度范围内,华北各研究子区中间深度H值总体表现出"东高西低"的特征;(3)华北地区侧压系数Kav=225/D+0.61,浅部离散,随着深度增加而集中,并趋向0.61,D=577 m时Kav=1,是水平作用为主导向垂直作用为主导转换的"临界深度";(4)华北各研究子区H的优势方向统计显示,华北东部研究区H优势方向基本上为近EW、NEE、NE向。鄂尔多斯块体及环鄂尔多斯的研究区H优势方向呈现出NE向或NEE向。华北平原的研究区H优势方向主要为NE、NEE向,部分研究区呈现出NW向。分析华北区域断层稳定性发现,500 m深度以下实测差应力值不超过理论临界值,区域内断层基本上处于相对稳定的状态;0~500 m深度之间部分差应力值已达到或接近走滑临界状态,在方位合适的断裂或节理面上发生走滑断层型活动的可能性较大。

用格点尝试法求解P波初动震源机制解及解的质量评价

P波初动符号物理图像明确,是稳定的地震波信息.在资料充分时,可以较好地确定震源机制解.网格搜索法是目前流行的利用P波初动符号求解地震震源机制解的方法.不过,在实际观测资料不充分时,虽然较迭代算法优越,但网格搜索法依然有较大的不确定性.到目前为止,人们还没有找到合理的解决方案,极大地制约了这一类方法的应用.针对这一现状,本文在许忠淮提出的格点尝试法的基础上对网格搜索法进行了几个方面的改进.首先,采用新的加权方法计算加权矛盾比:权重因子包括反映初动符号质量的权重以体现资料质量的影响;不包括反映观测点与节面距离的权重以避免因节面附近资料权重的双重减小带来的系统偏差;通过减小震源球上密集资料点的权重以部分地抵消震源球上P波初动符号资料分布不均匀对可能解的影响.在通过加权矛盾比筛选可能的震源机制解时,把震源球分为面积相对均匀的网格进行解的搜索,避免了因网格划分不均匀所导致的平均解的计算偏差.针对资料不足情况下震源机制解会受控于个别观测点P波初动符号的情况,我们借鉴杰克刀(jackknife)技术,在可选解中增加了那些一个观测点被去除后的可选解,既对解的质量有了更好的把握,又增加了找到真解的可能性.进一步地,针对可选解存在多个解簇的情况,本文提出了通过聚类提供多组可选解的做法.最后,针对目前缺乏对解的合理评价体系的现状,提出了主要基于解的离散度并参考加权最小矛盾比对震源机制解质量进行评价的新方案.

南天山地区巴楚-伽师地震(M_S6.8)发震构造初步研究

新生代期间强烈而持久的再生造山作用,在天山地区形成了大量近EW向逆断裂-褶皱带,引起地壳强烈缩短,穿插有NW向“类转换断层”,显示出天山地区近NS向不均匀的构造挤压作用;区域上地震构造主要为近EW向逆断裂-褶皱带或盲逆断层,其次为NW向“类转换断层”。巴楚-伽师地震区位于南天山柯坪塔格推覆构造系以南,NE向跨越极震区、长约50km的深地震反射探测表明,1997年伽师强震群的发震构造推测为NW向隐伏“类转换断层”,2003年巴楚-伽师地震(MS6·8)的发震构造为柯坪塔格推覆构造系南缘尚未出露地表的近EW向盲逆断层系。

中国大陆地壳应力环境基础数据库

本文介绍了国际上有关地应力环境研究与数据库建设的相关情况;重点阐述了“中国大陆地壳应力环境基础数据库”的构成,包括基本数据类型、数据来源以及数据覆盖范围等基本情况;阐述了本数据库管理系统的基本设计思想、主要功能及其特色;扼要介绍了以数据库资料为基础开展了中国大陆构造应力分区以及应力场的数值模拟研究成果.

延怀盆地活动断裂运动与现代构造应力场

延怀盆地包括延矾、怀涿两个相互连通的次级盆地。野外地震地质调查和断裂滑动观测表明:延矾盆地NE向活动断裂以右旋走滑为主,兼具正断层分量;怀涿盆地NE向活动断裂以正断为主,兼具右旋走滑分量;盆地内NW向断裂以左旋走滑为主,兼具正断层分量。采用野外观测取得的10个测点337条活断层擦痕数据,利用由断层滑动资料反演构造应力张量的方法,计算获得了研究区现代构造应力场的主要特征:延矾盆地现代构造应力场以NEE—近EW向挤压、NNW向—近SN向拉张为主要特征,应力结构均为走滑型。其最大主压应力(σ1)方向为N74°～88°E,平均倾角18°;最小主压应力(σ3)方向为近SN,近水平;中间主应力(σ2)倾角较陡,近垂直。怀涿盆地以NNW向拉张为主要特征,应力结构为正断型为主。其最大主压应力(σ1)平均倾角68°,近垂直;中间主应力(σ2)倾角较缓,最大的不超过35°;最小主压应力(σ3)方向为NNW—近SN向,近水平。断层滑动反演的结果与北京及周边地区由震源机制解资料反演分析结果基本一致。

海原、六盘山断裂带至银川断陷第四纪构造应力场分析

利用断层滑动资料反演构造应力张量从而确定出海原、六盘山断裂带至银川断陷的第四纪两期构造应力场 :早更新世末期以前 ,为北东—南西挤压型构造应力场 ,由此造成该地区断裂活动主要以逆断为主 ;早更新世末期至中更新世以后 ,构造应力场发生了调整 ,主压应力方向由早期的北东—南西改变为北东东—南西西 ,应力结构由挤压型转变为走滑型 ,并导致断裂活动由早期的逆断为主变为走滑为主 ,这种应力场格局一直持续至今。研究区现代构造应力场可划分为 :海原断裂带走滑应力区、六盘山逆断