松潘—甘孜地块东部、川滇地块北部与四川盆地西部的地壳剪切波分裂

松潘—甘孜地块东部、川滇地块及四川盆地西部属青藏高原东部,是中国大陆内部强烈地震发生的主要地区之一.本研究利用四川区域数字地震台网2000年1月至2010年4月的地震波形资料,使用剪切波分裂系统分析方法(SAM),获得了研究区内44个台站的快剪切波偏振方向和慢剪切波的时间延迟.剪切波分裂参数的空间分布特征显示,由于受到区域主压应力场以及局部地质结构的影响,快剪切波的偏振方向表现出复杂的特征.龙门山断裂带北东段和西南段的快剪切波偏振方向分别显示北东和北西的优势方向,川滇菱形地块西北部和东南部的快剪切波偏振方向分别显示近东西和北北西的优势方向.青川断裂北侧和南侧地震的快剪切波偏振方向分别为近南北向和近东西向,北侧地震的慢剪切波的时间延迟大于该断裂南侧地震的慢剪切波时间延迟.研究表明,复杂的地质结构以及活动断裂的几何形态会造成剪切波分裂参数的区域化的分布特征.

川滇地块的震源力学机制、运动速率和活动方式

用 4 4 2次中强地震的震源机制解分析了川滇次级地块应力场的优势方向。使用 771次 3级左右地震的滑动角λ参数统计确定震源断层的错动方式 ,并用中强地震P波初动解的N轴仰角的统计分布结果得到的震源断层错动或滑动型式去佐证。拟合中强地震的矩张量速率式 ,计算了川滇次级地块各地震构造区的年均滑动速率 ,并进行比较。根据 1980— 2 0 0 1年川青地块、雅江地块和滇中地块边界断裂带跨断层短水准、短基线定期复测结果 ,分析了水平和垂向年均形变速率。川滇地块间的运动是不均匀的。川青地块的运动方向为SEE。雅江地块压应力场优势方向为SSE ,相对川青地块的运动速率更大。滇中地块承袭雅江地块的运动方向 ,略偏东。密支那滇西地块压应力场有 2组优势方向 ,存在向NE方向的推挤和SSE方向的逃逸 ,活动速率大。

川滇地块的震源机制解特征及其地球动力学解释

美国哈佛大学1977—2004年的矩心矩张量结果显示,我国川西北次级地块、滇中次级地块的西部及滇中次级地块的东部的应力场特征有明显的差别.应用滑动矢量拟合法,反演了这三个区域的应力场特征:川西北次级地块以近南北向的水平主张应力轴和西倾的主压应力轴为特征;滇中次级地块的西部以倾向北东东的主张应力轴以及近南北的水平中等主应力轴为特征;滇中次级地块的东部以南西西—北东东向的水平主张应力轴以及北北西—南南东向的水平主压应力轴为特征.有限元模拟结果清楚地显示出,川滇地块在阿萨姆楔附近受到来自印度板块的强烈挤压,随着远离阿萨姆楔,这种挤压应力逐渐衰减;同时,该地区的主张应力方向明显地形成了围绕阿萨姆楔的环线.其中,内部物质性质均匀、地表和底部边界自由、侧部边界采用GPS观测约束的弹性有限元模拟显示,在川西北次级地块,模拟结果与震源机制解结果相一致;在滇中次级地块,模拟结果所显示的图象与震源机制解观测结果有差别,不仅没有显示出与大面积的东部地区的震源机制解相一致的特征,反而显示出与该地区西部震源机制解相一致的特征.通过调节地块内部物质的弹性常数,可以实现在滇中次级地块东部部分地区出现与震源机制解观测结果相一致的图象.模拟结果显示,震源机制解所显示的与地质观测相一致的川西北次级地块以及滇中次级地块西部的应力场特征所反映的,都是该地区的全局特征,而滇中次级地块东部的应力场特征可能受地形、底部拖曳、物质性质差异等多种因素的影响.

川滇地块古新统宁蒗组磁组构特征及构造意义

对川滇地块程海断裂附近的宁蒗地区古新统宁蒗组地层进行了详细的磁组构研究,沿战河-西布河布置了22个采点(钻取287块样品),综合分析表明研究区内存在四种磁组构类型,分别为初始变形磁组构和铅笔状磁组构以及介于上述两者之间的两种过渡型磁组构.研究区西侧(采点1—9)K1轴优势方向为近NNE-SSW方向,东侧(采点13—22)K1轴优势方向则为近S-N向,K1轴方向的突然变化可能与研究区内的隐伏断层活动有关.另外,磁组构也可以很好判断断层所夹持块体之间的相对旋转运动.将两组K1轴优势方向经过旋转校正之后,发现研究区内中-晚始新世时古应力方向为近E-W向,该应力方向主要与新生代印欧碰撞有关.此外,E-W向的古应力场明显不同于现今的近S-N向的应力场方向,这可能与印欧碰撞后青藏高原从前期的挤压缩短阶段进入到后期的E-W向伸展阶段有关.

青藏高原东南缘川滇地块古近纪沉积地层古地磁分析及其构造意义

针对中国西部及中亚地区以红色陆相沉积岩为主的白垩纪—新生代地层中普遍存在古地磁数据磁倾角偏低的现象,对青藏高原东南缘川滇地块中部大姚地区古近纪陆相红层进行了磁倾角偏低研究。实验结果表明,川滇地块内部古近纪陆相红层古地磁数据不存在明显的磁倾角偏低的现象。结合前人对川滇地块内部古地磁数据及周缘新生代走滑断裂的活动演化历史研究,确定川滇地块自中中新世以来川滇地块内部表现为刚性旋转,楚雄地区则发生局部构造旋转叠加。

三江地区盐源-丽江及川滇地块的地震活动与构造运动态势

阐述了盐源 -丽江地块的存在及其边界 ,根据遥感影像等资料论述了该地块范围内强烈地震活动和构造运动 ,并提出盐丽、川滇等地块的构造及运动态势应是在印度板块北移、压入欧亚板块并与之夹挤的作用下 ,使其间部分地球物质向东、东南或转向西南移 (流 )

川滇地块南部主要断裂现今形变特征及危险性分析

本文利用川滇地块南部30余年的跨断层观测资料,计算了跨断层场地的三维活动量,分析了区域内断裂的现今形变特征以及川滇地块南部的运动方式,认为部分断裂现今表现出异常活动的现象,川滇地块南部整体表现出以水平顺时针旋转为主的运动学特征,并对该区域中短期地震危险性做出了初步推测。

川滇地块东边界中南段构造应力分布特征与历史强震活动关系的数值模拟

本文以构造应力场观测结果、岩石圈流变特性为约束,采用摩擦接触单元反映断裂带空间分段特征,以最接近真实地下环境的非线性黏弹性材料为模型的本构关系,建立包括安宁河—则木河—小江断裂带的三维有限元模型,模拟在速度边界条件和重力势能等动力因素共同作用下的断裂带应力分布特性.研究结果表明,模拟得到的断裂带现今构造应力场与地震活动有明显的对应关系,应力比较集中的区域,如石棉、西昌、巧家、东川附近,极有可能是未来的地震危险区域.

川滇地块西部差异性旋转的构造意义:青藏高原东南缘白垩纪红层古地磁学新证据

印度—欧亚板块碰撞以来青藏高原内部及其周缘地区经历了复杂的构造演化,复杂构造变形区的复合构造使得古地磁的数据解释究竟代表区域的构造旋转还是只能反映局部的构造变形一直是备受关注的问题.本文通过采集川滇地块西缘渔泡江断裂东侧三岔河地区白垩纪红层古地磁样品,揭示采样区差异性旋转并探讨川滇地块西部自中新世以来的构造演化规律.前人的地质调查表明川滇地块渔泡江断裂东侧上白垩统赵家店组地层发育倾伏褶皱.三岔河剖面以三岔河镇为界分为南北两段,三岔河南段剖面高温剩磁分量平均方向在倾斜校正后Ds=29.3°,Is=45.7°,ks=54.3,α95=6.6°,倾伏地层产状校正后Ds=30.6°,Is=46.6°,ks=69.3,α95=5.8°;而三岔河北侧剖面高温剩磁分量平均方向在倾斜校正后Ds=350.4°,Is=42.1°,ks=69.4,α95=9.2°,倾伏地层产状校正后Ds=347.4°,Is=41.9°,ks=96.6,α95=7.8°;两组高温剩磁分量均通过了褶皱检验,表明其获得于褶皱形成之前.相对于东亚稳定区80Ma古地磁极,三岔河南侧剖面发生了20.5°±4.8°的顺时针构造旋转量,与楚雄盆地核部之间不存在差异性旋转;但三岔河镇以北剖面却发生了22.7°±6.6°的逆时针旋转.综合分析川滇地块内部的古地磁数据表明自中新世以来川滇地块南部楚雄盆地经历了约20°的顺时针构造旋转,而三岔河镇北侧经历了约20°逆时针旋转.进一步分析表明三岔河北侧剖面相对于南侧剖面经历了约40°的逆时针旋转,可能由于研究区的滑脱构造导致岩石薄弱层拆离滑脱所引起.

川滇地块地壳运动GPS监测

利用中国地壳运动观测网络1999～2006年的观测数据,计算出川滇地块及其邻区内中国地壳运动观测网络中151个监测站在欧亚参考框架下的水平速度,水平运动速度大小在3.44～19.74 mm/a之间,平均为11.68 mm/a。分析川滇地块及其邻区内测站运动方向的变化得出:川滇地块及其邻区在围绕喜马拉雅东结点作顺时针旋转,川滇地块南北方向上存在明显的挤压,东西方向上存在延伸现象。使用最小二乘法求得川滇地块整体运动速度的大小为13.36 mm/a,运动方向为东偏南64.9°,川西北次级块体的运动速度的大小为15.66mm/a,运动的方向为东偏南52.1°。滇中次级块体的运动速度的大小为12.57 mm/a,运动方向为东偏南72.4°。

川滇地块现今地壳运动速度场解算与分析

利用GAMIT10.4和BERNESE5.2软件,分别对川滇地区中国地壳运动观测网络51个GNSS基准站2010—2014年的观测数据进行处理。两者解算所得单日解基线和坐标时间序列离散度优于10mm,且变化趋势一致,吻合度较高。基线重复率水平向优于1+4×10-9 L;垂向优于4+6×10-9 L(单位mm,其中L表示基线长度,单位m)。利用PL+VW噪声模型进行了速度估计,获取了川滇地区相对欧亚板块地壳运动速度场。结果显示:除滇西南地区呈现出由西向东的增大趋势外,川滇块体其它区域地壳运动特征由北往南、由西往东呈逐渐衰减趋势;运动方向持续围绕喜马拉雅东结点作顺时针旋转,且仍然存在着南北向强烈的挤压特征。以安宁河-则木河断裂、小江断裂和红河断裂为界,选用了两侧能反映震间断裂构造特征的GPS测站,分析了断裂两侧的速度差异。并利用平行断层的速度剖面,拟合反正切函数变化趋势,获取了断裂带可能的变形宽度。

使用时间—震级可预报模式评估川滇地块边界的分段强震危险性

根据时间—震级可预报模式研究川滇地块边界断裂系统的地震复发规律,利用历史地震记录和断层滑动速率资料得到了相应的时间可预报统计模型和震级可预报统计模型,并对川滇地块边界断裂带8个震源段在未来10年内的强震复发危险性进行概率评估。计算结果表明,综合危险率K值最高的3个震源段依次为小江断裂带(S5段)、红河、曲江、石屏断裂带(S6段)和安宁河—则木河以及大凉山断裂带(S3段),计算得到这些断裂带下次发生地震的震级分别为7.4、7.1和7.1级;其中S5、S3段发震位置位于南东边界,S6段位于南西边界,表明未来10年内川滇地块南部边界发震的危险性高于北部边界;预期的下次发生的最高震级地震位于南东边界。

川滇地块云南地区不同发育阶段边界断裂破裂特征研究

青藏高原是我国现代构造活动和地震活动最强烈的地区,自有地震记录以来,在高原内记录到多达18次8级以上巨大地震和100余次7~7.9级地震,它们均发生在喜马拉雅板块边界构造带和板内地块区及其次级地块的边界活动构造带上。已有历史地震资料统计显示,青藏高原内活动地块边界构造带上大地震具有明显的空间丛集特征,有仪器记录以来的每次地震活动丛集期都形成以8级地震为核心的7级以上地震活动系列。

云南漾濞6.4级地震后川滇地块地震活动性初步分析

本研究对云南漾濞6.4级地震后川滇地块及其周缘的地震活动性进行初步探讨,选取东经95°~110°和北纬20°~42°区域的M≥3.0地震,应用全国测震学科搭建的网络地震分析会商技术系统中“地震空区”扫描自动识别产出《地震空区扫描报告》(2021年6月6日),对研判川滇地块及其周缘地震活动的危险性和攀枝花地震监测中心站流体水温、流量观测数据变化进行了初步分析。根据研究结论推断川滇地块具有发生6.0级以上地震的背景。

川滇地块东部老鹰山的构造地貌特征及其揭示的地块隆升和旋转运动

印−欧大陆板块的碰撞与挤压造成了青藏高原的隆升和陆内变形,同时引起川滇菱形地块的侧向逃逸与旋转,目前针对川滇菱形地块中部和西部地区的旋转量已进行了大量古地磁研究,但对其东部地区的旋转研究相对缺少。由于河流地貌对地块的旋转量十分敏感,因此,研究利用30 m分辨率的数字高程模型(DEM)提取了川滇菱形地块东部老鹰山地区的22个流域盆地,通过分析其局部地形起伏比、河流纵剖面、河流陡峭指数以及流域方位角4个地貌参数来确定老鹰山地区的地块旋转量和隆升量。研究结果显示:老鹰山地区自晚中新世以来,隆升量约为358 m,隆升趋势为北高南低;河流陡峭指数值整体分布趋势由北向南逐渐降低,高值区主要分布在老鹰山地区北部,低值区主要分布在研究区老鹰山顶部以及老鹰山地区南部;同时根据流域方位角结果表明老鹰山地区旋转量为逆时针旋转15°左右。研究表明自晚中新世以来,川滇地块内元谋断裂以西受走滑断裂影响较小,主要为顺时针旋转;元谋断裂以东受走滑断裂等强烈的左行走滑影响,发生了逆时针旋转并伴随着差异隆升。

川滇次级地块震源机制解类型与一致性参数

根据P波、S波的振幅并结合部分记录清晰的P波初动资料,求得1994—2005年川滇地区4个次级地块,即川青地块、雅江地块、川中地块和滇中地块2.5级以上有良好地震波记录的925次地震的震源机制解.结合已取得的中强地震的震源机制解资料,研究了上述4个次级地块的应力场特征及震源断层的错动类型.其P轴优势方位分布:川青地块为EW方向,雅江地块、川中地块、滇中地块为ESE或SE方位.根据大量震源机制解资料,编程计算了各地块的平均应力张量,即主应力σ1,σ2,σ3的方向.定义了单个震源机制解的力轴与平均应力张量的差异,或称震源机制解的一致性参数θ-,进而分析了川滇4个次级地块的-θ值和震源断层错动类型的分布及随时间的变化.通过次级地块大量区域小震震源机制解的测定,可以给出动态应力场和震源断层错动方式的变化信息.

川滇活动地块东边界强震危险性研究

以川滇活动地块东边界为例,利用最近31年的地震资料,根据精细b值计算结果,研究该边界断裂带的应力空间分布及其强震危险性.研究结果显示:(1)沿川滇活动地块东边界,b值空间分布显示在不同断裂以及同一断裂不同断裂段存在较大差异,从而反映出应力积累水平的空间差异.(2)小江断裂带主干断裂上的嵩明凹凸体及存在于主干断裂附近巧家与东川间以及嵩明北西的2个凹凸体、存在于安宁河断裂冕宁附近和则木河断裂西昌附近的凹凸体以及位于鲜水河断裂中南段道孚—乾宁间大尺度的凹凸体将是川滇活动地块东边界未来大震或强震的震源区.

川滇活动地块东南边界基底结构——盐源—西昌—昭觉—马湖深地震测深剖面结果

在川滇活动地块东南边界区域完成了盐源—西昌—昭觉—马湖深地震宽角反射/折射探测剖面.利用该剖面获得的Pg初至折射波走时,采用走时特征分析、有限差分反演、时间项反演等方法,获得了沿剖面的基底P波速度结构和基底界面构造图像.结果表明,研究区基底结构呈现强烈的非均匀性,不同构造区显示出不同的地壳变形特征.盐源盆地盖层表现为推覆逆冲变形,基底为康滇地轴的基底,表现为刚性.金河盆地—西昌中生代盆地盖层表现为褶皱、冲断和隆升变形,基底断裂重新错断、破碎变形.大凉山地区以基底断裂重新错动、破碎变形为主.盐源推覆构造由盖层低速体、其下向西缓倾的基底面和高速基底构成,它以向西缓倾的金河—箐河断裂为前锋向北东逆冲推覆,推覆构造滑脱面则是向西缓倾的基底面,深度为2—3 km,并在金河盆地西缘接近地表.金河、西昌中生代盆地基底起伏较大,埋深明显大于两侧的盐源盆地和大凉山地区,最大深度约6 km.上地壳断裂被成像为低速条带或速度梯度带,穿过断裂的走时曲线出现反向段特征,断裂两侧基底埋深存在明显的变化.安宁河、则木河和大凉山断裂是研究区断裂特征明显的断裂.其中,安宁河、则木河断裂表现为速度等值线强烈下凹的低速条带,与两侧形成显著的速度差异,倾向北东;大凉山断裂表现为狭窄条带内速度结构急剧变化,由两支组成:西支倾向南西,东支倾向北东;磨盘山断裂倾向南西;黑水河断裂分为两支:西支倾向南西,东支倾向北东;西昌中生代盆地东缘断裂倾向南西.

川滇块体东边界中段主要断裂及龙门山断裂带南段震间变形状态研究

1概述发震断裂带/段震间应变积累状态是强震中长期危险性研判的重要指标之一,构造大地测量学的发展已为开展这一方面的研究提供了理论基础与技术方法。川滇块体东边界是我国大陆内部断层滑动速率和强震频度最高的典型活动构造带,主要分布有左旋走滑、逆走滑及逆冲等性质的断裂带,该区历史强震活动频繁,且不同断裂段的最晚一次历史(或古)大地震的离逝时间不同,可能存在不同应力积累程度和活动习性的段落,同时历史强震活动背景反映沿安宁河断裂带和昭通—莲峰等断裂带存在第一类地震空区,这种不同大震离逝时间断层段的变形/闭锁状态的研究对该区中长期地震危险性的判定具有重要的意义。另外,与之相连的龙门山断裂带的中北段于2008年发生的汶川8.0级大地震对区域构造形变与断层应变积累造成显著影响,且仅5年龙门山断裂带南段又发生了芦山7.0级地震,研究芦山地震前后龙门山断裂带南段的应变积累状态对于认识震间晚期变形特征和判定该区的后续强震危险性也具有重要的意义。因此,本文以川滇块体东边界带及龙门山断裂带南段为研究区,在回顾构造大地测量学理论和研究方法数十年发展的基础上,开展多类型不同活动习性断层带/段的震间应变积累特征的研究。本文首先以1999—2007和2009—2013两期GPS速度场为约束,利用Savage和Burford经典位错模型反演了以左旋走滑运动为主的安宁河—则木河断裂带不同段的滑动速率和断层闭锁深度;其次,以GPS速度场为约束,基于Defnode负位错模型反演了安宁河—则木河断裂带和昭通—莲峰断裂带的断层闭锁状态;然后,基于流动和连续GPS观测资料研究了芦山地震前后龙门山断裂带南段应变积累特征;最后分别基于数学方法和数值流形方法对研究区域的水平应力应变状态进行了联合分析。2本论文取得的主要进展2.1安宁河—则木河断裂带不同段的应变积累特征根据前人的研究结果和历史地震破裂图像,将安宁河—则木河断裂带分为石棉—冕宁段、冕宁—西昌段和西昌以南段进行研究,并在位错模型反演过程中充分考虑到近旁大凉山断裂带的可能影响。首先,基于Savage和Burford经典位错模型以及两期GPS速度场资料对包含大凉山断裂带/段在内的断层水平运动速率和断层闭锁深度进行反演,结果显示,石棉—冕宁段的两期平均左旋滑动速率分别约为10.2 mm/a和12.2 mm/a,断层面闭锁深度分别约为20 km和42 km;冕宁—西昌段的两期平均左旋滑动速率分别约为11.2 mm/a和13.1 mm/a,断层面闭锁深度分别约为23 km和46 km。而不包含大凉山断裂带的GPS速度剖面的拟合结果显示,石棉—冕宁段和冕宁—西昌段在2009—2013年的左旋滑动速率分别约为7.3 mm/a和8.1 mm/a,断层闭锁深度分别为18.5 km和23.6 km,均小于精定位地震活动确定的孕震层底界的下限。采用两期相同站点反演的石棉—冕宁段的闭锁深度分别为19 km和29 km,冕宁—西昌段的断层闭锁深度分别为23 km和38 km,2009—2013期的结果也显著偏深。上述结果表明,采用消除大凉山断裂带影响反演结果较为合理。1999—2007年时段由于GPS站点较少,对模型约束不足,反演结果不具备参考性。另由Savage和Burford经典位错模型反演的则木河断裂带的两期平均滑动速率分别约为5.7 mm/a和4.7 mm/a,断层面闭锁深度分别为5 km和8 km,与该段为1850年M7?地震的破裂段,大震离逝时间距今仅167年的背景相符。本文在以上经典位错模型的基础上推导了顾及主断裂旁侧次级活动断裂的位错模型表达式,并由理论数据测试结果显示,采用经典位错模型对伴有次级活动断裂的走滑型断裂反演的滑动速率是两条断层滑动速率之和,断层闭锁深度也是两条断层共同作用的结果,因此,就会出现反演的断层面闭锁深度超出孕震层底界的现象。本文的对比分析和测试结果表明,走滑型主断裂近旁的平行、次平行分支断裂的运动和变形对主断裂带的滑动速率和闭锁深度反演具有显著影响,在GPS站点密度有限的情况下,为保证远场测站的贡献,可在一定程度上削弱次级断层活动的基础上,再采用位错模型对主断层进行反演,以获得较为合理的结果。其次,负位错模型反演结果显示,安宁河断裂带石棉—冕宁段的断层闭锁深度约为20～25 km,闭锁系数在0.9以上,滑动亏损速率约为7～9 mm/a;冕宁—西昌段断层闭锁系数0.6～0.8,滑动亏损速率约为5～7 mm/a;则木河断裂带不闭锁,与经典位错模型的结果一致。负位错模型也显示,大凉山断裂带对安宁河断层的闭锁深度反演存在显著影响,如果在模型中不考虑大凉山断裂带,大凉山断裂带引起的变形则会被累加到安宁河断裂带上,使得反演的安宁河断裂带闭锁程度偏深,但就目前GPS站点的分布密度还无法满足考虑多条断裂带的联合模型反演的准确度和精度,在研究过程中还是采用单一断层的模型能获得较合理的结果。由于汶川地震对周边区域构造应力应变场的显著影响,2009—2013期GPS观测到的地壳变形可能包含汶川地震后深部滞后效应的影响,因此,这期两种方法反演的安宁河断裂带的闭锁深度显著偏深。2.2昭通—莲峰断裂带的应变积累特征首先,GPS速度剖面结果显示,NEE走向的昭通—莲峰断裂带水平缩短速率约为5～6 mm/a,剪切变形速率较小,约为1～2 mm/a,表明昭通—莲峰断裂带存在显著的挤压应变积累现象;其次,基于负位错模型分别以1999—2007年和2009—2013年GPS速度场为约束,反演该断裂带昭通—彝良段的闭锁深度约为16 km,会泽—昭通段闭锁深度稍浅,约为10 km。2014年8月3日发生的鲁甸6.5级地震发生在两段的连接处,但此次地震使昭通断裂带的应变释放不显著,未缓解昭通—莲峰断裂带强震危险性,该断裂带依旧处于挤压应变积累状态。2.3龙门山断裂带南段在芦山地震前后的变形特征首先,芦山地震前的GPS速度场结果显示,2009—2011年间的龙门山南段的挤压应变积累速度约为5.6×10^(–8)/a,左旋剪切应变速率约为3.6×10^(–8)/a,明显高于汶川地震前1.4×10^(–8)/a的挤压应变积累速率;GPS连续观测资料显示,龙门山断裂带南段近场挤压应变速率明显低于茂县—汶川断裂西侧区域,挤压变形速率自西向东逐渐递减。芦山发震断层两侧的剪切变形模式相反,东侧表现为相对于N45°E走向主断裂的左旋剪切变形,西侧表现为以右旋剪切变形为主(局部区域有差异)。以上变形特征说明,汶川地震后巴颜喀拉地块的东向运动对龙门山断裂带南段提供了快速加载,而断裂带内部,特别是芦山地震孕震区的挤压变形速率相对缓慢,因此,应处于显著加速应变积累的状态。其次,2013—2016年的GPS速度剖面结果显示,以茂县—汶川断层为界表现出右旋剪切变形,右旋滑动速率约为6.4 mm/a,而茂汶断裂以东区域以灌县—安县断裂为界表现出弱左旋剪切变形,左旋滑动速率约为1.6 mm/a。垂直断裂带的GPS速度剖面显示,巴颜喀拉地块以6～7 mm/a的速度向华南地块推挤,茂县—汶川断裂以东地区为连续的挤压变形特征,平均挤压应变率约为2.6×10^(–8)/a,说明龙门山断裂带南段总体上依旧处于挤压应变积累和右旋剪切变形的状态,特别是茂县—汶川断裂带以东的区域,应变积累特征显著。2.4研究区应变率场分布特征首先,采用Kriging方法和最小二乘配置方法分别获取了研究区GPS主应变率分布特征,结果显示,Kriging方法计算的应变率分布的连续性不如最小二乘配置方法,且更容易受局部站点和观测误差的影响,不适用于较大范围的应变率场变形趋势的分析。川滇地块东边界中段地区的主压应变率方向为NWW-SEE,安宁河—则木河断裂带主压应变率约为–(2～4)×10^(–8)/a,主张应变率约为(1～3)×10^(–8)/a,两种方法计算的结果均显示,2009—2013期两个主应变率有所增强,2013—2015期恢复到汶川震前的状态;龙门山断裂带南段汶川地震前后调整显著,表现为汶川震后主压应变率的显著增强,龙门山断裂带南段面应变率由汶川震前的–2.7×10^(–8)/a增强到–3.7×10^(–8)/a,虽然2013—2015期的面收缩率有所减小,但该区依旧处于显著的挤压应变积累状态;昭通—莲峰断裂NW向主压应变率维持在3.8×10^(–8)/a左右。其次,利用数值流形方法(NMM)模拟了川滇地块研究区的水平形变场和应力增量分布,在边界约束中除了考虑块体两侧的推挤作用,也考虑到川滇地块绕喜马拉雅东构造结顺时针旋转的底部拖曳作用。采用1999—2007和2009—2013期GPS速度场为约束模拟的速度场与观测速度场具有高度的一致性,模拟结果显示,川滇交界东部主压应变率方向为NWW-SEE,汶川地震前后龙门山断裂带和三岔口地区主压应变率显著增强,安宁河—则木河断裂带和大凉山断裂带无显著变化,川滇地块东边界为最大剪应力增量变化的梯度带,反映了此处主要断层的应力应变积累的孕震特征。值得注意的是,龙门山断裂带的应变率的增加是汶川震后变形引起的,已超出连续应变计算的范畴,此时的高应变率不代表高应变积累状态。3主要创新点(1)基于构造大地测量学相关思路和方法,针对川滇地块东边界中段具有不同强震破裂背景/大震离逝时间以及现今活动特征的活动断裂带/段,开展震间运动与变形状态的定量研究,结果深化了研究区地壳形变与主要走滑、倾滑断裂带/段闭锁程度、应变积累状态的认识;特别是,针对汶川地震前后应变状态变化的新认识,揭示了汶川地震对龙门山断裂带南段的显著构造加载作用,以及逆冲型断裂在震间晚期阶段的变形特征。(2)深入研究了主断裂近旁平行、次平行的分支断裂运动和变形对反演走滑型主断裂的滑动速率和闭锁深度具有显著影响,推导了企图减小这种影响的位错模型表达式,由理论和实际数据进行试算,并将结果与沿主断裂的精定位震源深度分布进行比较和检验,在此基础上提出可在一定程度上削弱次级断层活动影响,采用位错模型针对主断裂的反演技术思路。(3)针对相同研究区并采用相同的GPS速度场数据,通过计算,系统比较分析了采用Kriging方法和最小二乘配置方法计算区域GPS应变率的结果,发现Kriging方法结果容易受局部站点和观测误差的影响,应变率场分布的连续性较差,不适用于较大区域应变率总体趋势特征的分析,比较适用于应变率场细节特征的识别。(4)引入可准确描述断层运动与非连续变形的数值流形方法,充分考虑断层的几何展布,对研究区的应力应变状态进行定量模拟,获得新结果。

川滇菱形块体东边界及邻区震源机制解与构造应力场空间分布特征

川滇菱形块体东边界及邻区的构造应力场空间变化特征对理解青藏高原东南缘的强震机理、孕震环境、构造变形及地震应力的相互作用具有重要意义。文中利用2009年1月-2018年5月的地震波形资料,采用CAP反演方法求得川滇菱形块体东边界及邻区234个地震的震源机制解,并收集了该区域85个全球矩心矩张量解。在此基础上,采用阻尼区域应力反演方法,获得川滇地块东边界及邻区的构造应力场空间分布。通过分析川滇地块东边界及邻区震源机制解的空间分布特征及构造应力场空间分布特征,得到以下几点认识:1)川滇地块东边界及邻区的震源机制解类型具有明显的分区性,川滇地块东边界鲜水河-小江断裂、大凉山断裂、昭通-莲峰断裂带西南段上的地震断层类型为左旋走滑型,马边-盐津断裂、峨边-烟峰断裂及昭通-莲峰断裂带的东段为逆冲和逆冲兼走滑型;2)沿川滇块体东边界的鲜水河-小江断裂带由北向南,主压应力水平方向由NWW向逐渐转为NW向,顺时针旋转约50°,主压应力轴与东边界断裂走向之间的夹角基本保持不变,这可能与川滇块体东边界断裂带的断层摩擦系数较为稳定有关;3)大凉山断裂中南段、昭通-莲峰断裂带西南段的地震可能受到相同的构造应力场控制,川滇块体的SE向运动通过大凉山断裂、则木河断裂部分传递到昭通-莲峰断裂的西南段,这种物质SE向移动对地震活动的控制作用有可能延续到威宁。