亚洲东部“大三角”地震构造区的周边和深部动力环境

亚洲东部存在一个巨大的三角形地震构造区域,大体上,喜马拉雅山脉、帕米尔—天山—阿尔泰山—贝加尔和东经105°线是它的3个边界,主要覆盖中国和蒙古国西部众多高原、山脉及山间盆地。三角区内现今构造活动和地震广泛强烈,地壳破碎,显示不均匀的块体边界和块内变形;区外基本上是稳定的刚性陆块,地震很少,变形较弱,处于整体缓慢运动之中。这个宽阔的板内变形区起源于印度、菲律宾海—西太平洋和欧亚三大板块之间的动力作用以及深部地幔流的影响。向北快速运动的印度次大陆已近水平地插入到西藏板块下,沿喜马拉雅弧产生多种运动和变形,并向亚洲内部远距离地扩散。沿东经95°～100°,向北的地壳运动向东和东南方向偏转,阻截了喜马拉雅弧东端的北向运动;而在喜马拉雅弧西端,帕米尔继续向北挤进中亚,受天山—阿尔泰山—贝加尔一线西北側稳定地壳的限制,扩散的变形被中国、蒙古、俄罗斯边境地区一系列EW向和NW向的老断层吸收并在它们的西端终止。菲律宾海—西太平洋向欧亚大陆的消减-俯冲导致沿海沟-岛弧的漫长而狭窄的地震带,但对亚洲大陆的水平挤压较小,未能阻挡亚洲大陆东部向东移动。其部分原因可能是俯冲板片受到来自欧亚大陆下的ES向地幔流的推挤,这个ES向地幔流与来自印度下面的N向地幔流在西藏中部汇合并向东偏转,在大尺度上与GPS观测到的地表移动图像一致。

大陆板内震源断层的特征

基于对大陆板内地震构造的分析,讨论了浅源地震与断层的关系。说明了震源断层概念,从构造环境和震源参数方面分析了大陆板内震源断层的特征。提出了A、B两种震源断层。它们各自具有不同的构造动力学背景,应采用不同的研究方法。

日本俯冲带应力产生与传播的数值模拟

用三维有限元模拟了日本地冲带，分析了板块推力、板块拉力、动态闭锁断层和解耦板间地震对上覆板块内部应力状态的贡献，表明大洋板块推力是海沟。岛弧地区挤压应力的主要来源，这种应力仅有小部分传播到上覆板块内部，软流圈的蠕变能促进这个应力传播过程使岛弧区的应力增大，由密度差异引起的板块拉力产生了分散的挤压应力和拉张应力。断层闭锁导致应力局部集中，板间地震的断层错动只对破裂附近小范围的应力状态产生影响。

茅山东侧断裂的断层运动及其与溧阳地震关系的动力学模型

本文依据近年来江苏省茅山地区进行野外调查得到的新资料,对茅山东侧断裂带(简称茅东断裂)的基本特征作了概括和分析,在多种观察资料的约束条件下建立了三维动力学模型,以解释茅东断裂现代运动的力学机制及其与溧阳地震的关系,指出控制断层运动的应力状态是随深度而改变的。最后对有关溧阳地震发生原因的一些力学问题进行了讨论。

渤海中部郯庐断裂带的近期活动与渤海新近纪新生断裂

渤海中部的郯庐断裂带在平面上表现为不连续的几条北北东走向断层，地震反射剖面和钻探资料显示断层两侧沉积厚度的巨大差异，表明新近纪以来它们是在沉降运动背景下活动的具有大幅度倾滑位移的正断层，构成渤海盆地内凹陷与凸起的边界。这些断层在剖面上有一定弯曲和倾斜，向下延伸深度不超过10-12km。在此深度以上的地壳浅部，没有水平方向位移以及其它直接变形证据表明郯庐断裂带有走滑运动分量。从地震机制解得到的走滑断层运动反映渤海地区地壳深部的变形及相应的构造应力状态，与浅部残留的伸展构造应力同时存在。根据断裂力学分析，认为中新世末以来渤海浅层新近系内出现的大量近东西向小断裂可能是现代构造应力场作用的结果，与郯庐断裂带或其它基底老断裂没有继承性或派生的成因关系。

新生代渤海中部强烈沉降的物理条件和深部过程

新生代时期渤海中部的强烈沉降,是多种物理条件的共同作用结果,这些条件是由裂谷期和后裂谷期的深部过程产生成的.裂谷期在异常热地幔背景下的渤海地壳隆起、减薄、张裂,地幔热物质上升侵入地壳,莫霍界面位置升高,积累了重力势能;后裂谷期岩石圈(层)的冷却、收缩及下地壳的相变导致密度增大,加上巨厚沉积物的持续增生,使地壳处于重力不平衡状态,向下的垂直力远大于向上的浮托力,同时还有东部后退位移性板块边界和下地壳侧向流动的支持,使渤海中部成为下沉速率最快、沉降幅度最大的凹陷盆地.后裂谷期的早期的盆地下沉具有分散、局部性特征,表现为多个凹陷和凸起交替组合格局;晚期转变为大范围的整体沉降,显示重力均衡和补偿过程是从浅往深发展的.先存的郯庐断裂带对沉降的空间范围有局部边界控制性作用,其本身可能受到盆地发展的强烈改造影响.盆地的基本变形机制是上地壳的水平向脆性张破裂和垂直向或近垂直向的正断层-剪切破裂,地震震源机制解和大地震时的地表破裂表现的水平错动反映中、下地壳的走滑-平移型应力状态及相应的瞬间水平剪切破裂,它与上地壳残留的伸展、下沉相容并存于三维地壳体内.

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 .

邢台地震的发震构造

近年来分辨力较高的地震反射剖面资料证实了邢台地区的缓倾角正断层的构造特征。震源机制解、地面形变和地壳构造都表明邢台地震的发震构造不是地质图上所标明的北东向正断层。本文认为应以地震断层面解作为确定发震构造的主要根据,邢台地震是由于中层地壳内的垂直薄弱带在区域构造应力作用下产生水平错动的结果。这个垂直薄弱带的形成与华北地壳的新生代拉伸变形与火成岩的侵入有直接关系。

现今的地幔流动及其与板块构造的相互作用:从观测证据得到的推论

地震波速度结构层析成像和地震各向异性分析,是推测现今地幔流动的主要观测依据.从已有研究结果看,全球尺度的地幔流动的两个主要边界驱动力是顶部的冷却和底部的加热,地幔的密度和粘度控制流动速率.沿海沟由消减板带动的地幔下沉,和沿热点下面幔柱及洋中脊的地幔上升,是地幔垂直向流动的表现.GPS等测量显示的全球板块运动在一定条件下反映地幔顶部的水平流动.地幔柱可能有不同的根源深度,沿幔柱上升的地幔流在200-350km深度转变为水平流动.消减带附近有复杂的地幔流动格局,表明局部构造条件对地幔流动的影响.大陆下一般出现两个地幔各向异性层,较深的可能反映地幔流动,并与大陆根的状态有关.在不同构造环境下,地幔流动与板块构造之间有不同形态的相互作用关系,它可能驱动板块运动,也可能对板块运动产生阻力.

亚洲中部天山—贝加尔陆内变形终止边界

亚洲中部,沿天山的西端、阿尔泰山的西北端到贝加尔地区,是一条显著的NE向边界(天山—贝加尔边界),在它的两侧,地形、构造、地震活动和其他地球物理特征都有显著的差异。沿这条边界不存在同方向的大断层,同时,一系列NW向大型走滑断层与这条边界以大角度相交,这些断层的西北段在边界西北侧附近终止。总体上,这条边界西北侧是稳定的哈萨克斯坦地台和西伯利亚地台,东南侧主要是构造活动的天山、阿尔泰山及蒙古西部,因此,这条NE向构造边界是大陆内部的变形终止边界。中亚地区的陆块拼合过程在古生代末已结束,天山、阿尔泰山等造山带与北边的哈萨克斯坦地台和西伯利亚地台焊接为一体,经历中生代的固化。新生代以来,受印度-欧亚板块碰撞的影响,天山、阿尔泰山等造山带在NS向挤压力作用下发生变形,包括近东西向逆断层和NW向走滑断层的活动以及分散的地震。这些变形向北扩展时,被刚性、结构完整的哈萨克斯坦地台和西伯利亚地台截断终止,因而造成NE向天山—贝加尔边界。亚洲大陆内部块体的地壳强度和变形特征有明显的继承性,新生代以来,原来的地台(克拉通)继续保持结构完整和稳定性,几乎没有内部变形,而天山、阿尔泰山等古老的造山带则再次经历强烈变形。这不仅是由于印度板块继续向北推挤的影响,而且与这些地区自身的地壳和上地幔结构有关,同时NE向天山—贝加尔边界的西北侧哈萨克斯坦地台和西伯利亚地台对变形扩散的阻挡也起了重要作用。

茅山活动构造系统应力状态的数值模拟

茅山活动构造系统应力状态的数值模拟高祥林胡连英国家地震局地质研究所，北京，１０００２９江苏省地震局，南京，２１００１４徐学思孙寿成江苏省地质矿产局，南京，２１００１８江苏省地震局，南京，２１００１４关键词：模拟，数值，活动构造，应力，江苏茅山。Ｖａｌ...

实现地震预测的可能性和地震预测技术的探索方向

建议采用地震预测和地震预报两种含义不同的术语。严格的地震预测必须包括地点、时间、震级3个参数。用实例分析了在现代科学技术条件下预测这3个参数的可能性,认为总体上以一定准确度预测发震地点相对容易些,实现对发震时间和震级的准确预测的可能性较小,除有前震外,多数情况下对大地震作出完整的、精确的短、临预测还较困难。应对准震源和地壳内部过程,以发展观测技术和积累数据为重心,继续坚持地震预测技术的探索。

板内盆地地震构造分析——以江苏南部为例

板内地震构造的主要控制因素是区域构造应力场和局部的特殊发震构造条件.本文提出江苏南部中强地震的主要构造标志是新生代活动盆地,盆地内的隐伏发震断层与区域构造应力场的最大主应力之间的夹角正好有利于剪切破裂的发生.三维有限元数值模拟证明,盆地形成过程中产生的地壳脆弱化,导致构造应力的重新分布和局部集中,盆地内部脆弱体中的隐伏断层是潜在的震源破裂面,盆地边缘积累的弹性应变能则是地震时释放的能量来源.

大陆活化克拉通与裂谷地堑地区的地震构造模型

经常观察到这样的现象：活化的克拉通在其演化的不同阶段经历过裂谷作用，在这些地区有分割的地堑构造，有些地堑已变成现代的活跃地震带，如中国山西临汾地堑，中国河北邢台地堑和美国的新马德里地堑。大量资料表明，这些地区的地震成因与许多地质、地球物理条件有关，而不仅仅是活动断层。以临汾地堑为例，地震发生过程涉及到下列因素：（１）地堑周围强度较大的变质岩，这些岩体在区域应力场作用下产生应力积累；（２）地堑内５—１５ｋｍ深度发震层内强度较低的介质，地震发生时发震层介质发生破裂，释放能量，辐射出地震波；（３）发震层之下的异常低阻层或低速层，它对震源过程具有延性的调节作用；（４）地堑两侧的断裂带，它具有魔棱岩化特征，对孕震过程具有控制作用，这些因素结合构成发震构造模型，它能解释大陆活化克拉通与裂谷地堑地区发生地震的原因。应用数值模拟对所提出的模型进行了检验。

渤海地区新构造格局

根据新近系—第四系盖层断裂发育的最新资料,按成因将渤海地区新构造期断裂分为继承活动断裂和新生断裂两种类型;依走向又可分成北东—北东东、北西、北东(偏北)、近东西和北北东向5组,其中继承活动的北西向北京—蓬莱断裂带和北东(偏北)向营口—潍坊断裂带北段,以及新生的北东向庙西北—黄河口断裂带是区内主干构造。在新构造应力场中,庙西北—黄河口和北京—蓬莱断裂带是一对共轭活动的构造带,营口—潍坊断裂带北段为右旋逆平移活动断裂带。这3条活动断裂带将渤海地区分成渤东南、渤西南、渤西北和渤东北4个活动块体,展现出新的构造格局,而与古近纪伸展拉分的盆地构造格局明显有异。其原因是构造发育的动力条件和应力状态发生了显著变化。新构造格局在很大程度上控制和影响了渤海地区的油气成藏和地震活动。

中国东部海域及其邻区现代构造应力场研究

中国东部海域是指渤海、黄海和东海地区。前人利用震源机制解、井壁崩落和水压致裂等资料,分别对有关海区的现代构造应力场作过不同程度的研究。文中根据前人的工作并结合海陆地区新构造运动及其动力条件分析,对东部海域及邻区的现代构造应力场进行较深入的研究。该区现代构造应力场以水平至近于水平挤压作用为主要特征,压应力方向从北到南由NE逐渐转为NEE、EW、SEE至SE向,总体呈向东发散的扇形分布。构造应力作用强度具有非一致性,北强南弱。海域具有与大陆统一的现代构造应力场,相应可划为东北、华北和华南3个应力区。中国东部大陆和海域在青藏高原东部被印度板块挤出的构造块体往NE—SE方向滑动推挤及东边太平洋和菲律宾海板块向NWW俯冲推挡的共同作用下,形成现代构造应力场,且青藏高原东部被挤出块体东向滑动的推挤是现代构造应力场产生的主要动力。

东亚与全球地震分布分析

现代地震学是一门年轻的学科,但人类对地震现象的观察、记录和思索已有数千年历史。特别是在中国,很早就有灾害性地震的详细历史记载。最近40多年,我国、东亚及世界其他大陆地区的多次大地震的发生,推动了地震构造研究的发展,加深了对地震分布规律性及其地球动力环境的认识。从地质背景和发生机制看,全球地震构造可分为三大类:第一是太平洋海底地壳与陆缘地壳浅、中、深俯冲构成的地震带;第二是南半球离散地壳块体对北半球大地块边缘碰撞浅俯冲带;第三是全球三大洋脊张裂转换构造带。地球北半部内陆的中纬度地带有4个多震密布区,它们都处于N25°～55°的纬向大陆带内,与大陆会聚所造成的陆内变形有关。4个多震密布区的东半部则是相对少震区,显示出相对稳定的地壳结构。全球表壳GPS矢量场和北南两个极区各有不同,北半球欧亚大陆是向北呈弓字形运动;南半球是南美、非洲、阿拉伯、印度、澳大利亚等5块离散的大陆块,除南美大陆,其他4块大陆都是向NE和NNE方向运动。这4块大陆都是依次运动加速,澳大利亚陆块运动最快,向NNE方向约10 cm/a;同时从南太平洋南部沿NWW方向左型转换断层的运动也是高速的,这两个方向运动的交叉相碰,现已处在全球最为强烈的地震活动区域。北冰洋内群岛GPS站点向阿留申岛弧推进;南极冰陆的9个GPS站点则呈现旋扭状彼此相差约90°,可能表明北/南半球彼此有明显的1/4左右表壳的扭动。从卫星重力数据推测的地球的形状、全球热流的和地内热散失量的分布、地球磁场的西漂以及大地震引起的地球振荡特征等证据推测,地球的内部结构具有一定程度的非对称性和非均匀性,它们对全球板块运动、板块变形以及大地震的空间分布可能有一定的控制作用。

根据周围山地第四纪地貌特征估计渤海第四纪构造活动幕的发生时间

渤海位于渤海湾新生代裂陷盆地中段的东部.最近用大量三维地震勘探资料对渤海第四系及其构造所做的精细解释和分析,发现地层内普遍存在4个不整合(角度和平行不整合)面,表明曾发生过4期构造活动.但因渤海缺少完整的第四系岩芯剖面,无法对其进行系统分层和断代,更无从确定构造活动的时间.为解决这一难题,文章基于渤海湾盆地阶段性沉降和其周围山地间歇性抬升的相关性,以及它们具有统一的形成机制和同一动力学过程的认识,通过研究盆地周围山地第四纪构造运动塑造的多级河流阶地,并结合火山活动研究资料,推测渤海第四系内4个不整合面形成的时间是900～400kaB.P.,100～80kaB.P.,50～40kaB.P.和10～8kaB.P.,即早更新世晚期-中更新世早期、晚更新世早期和中期、全新世早期.

2004年12月26日印度尼西亚8.7级大地震构造背景的初步分析

2004年12月26日印度尼西亚西北近海8.7级大地震,是一次浅源的海沟俯冲型板间地震。震中位于印尼-美拉尼西亚板块边界构造带的西北端,2004年沿该带发生的8次M≥7地震显示总体由东向西迁移的特征,表明它们具有相互联系的统一动力过程。这些板间地震的发生与该地处于几个板块汇聚地带和较大的板块运动速率有关,它们导致了强烈而复杂的构造变形和构造活动。印度洋-澳大利亚板块向东南亚陆块的低角度俯冲,在俯冲带浅部形成积累应变能的巨大闭锁区,它的突然破裂和大尺度滑动是造成印尼8.7级大地震的直接原因。