由大量的地震资料推断的我国大陆构造应力场

利用多个小地震的P波初动方向数据推断了新疆和西藏部分地区主应力轴的方向.根据以前华北、东部大陆和西南地区的工作结果,对个别地区补充新数据后重新作了分析;加上本文关于新疆和西藏地区的新结果,编制了我国大陆的地震构造应力场方向图.利用Brillinger等的概率模型,估计了用多个地震P波初动方向推断平均P、T轴的误差.讨论了单个大地震震源机制解的P轴与所在地区平均P轴方位角的差异.总结了我国大陆地震构造应力场的主要特征.

用单元降刚法探索中国大陆强震远距离跳迁及主体活动区域转移

中国大陆强震有成组活动、远距离跳迁和不同时段形成主体活动地区的特征.本文利用强震发生位置处单元降刚法,对中国大陆地区强震的远距离跳迁和主体活动地区转移机理进行了数值模拟研究.得出的新认识是:(1)在地壳中存在初始应力场的环境中,已发生强震区部分丧失承载能力(模拟中作为显著降低单元组的弹性模量来处理),可以引起大范围兆帕量级的应力场调整,它是后续强震可远距离跳迁的主要因素;(2)一个活动期中,中国大陆强震主体活动地区及其迁移,受主要活动断层分布、初始应力场和边界载荷的配置方式的综合影响,但在十年左右的活动幕中,边界载荷的配置方式可能是控制主体活动地区及主体活动地区转移的重要因素.

中国大陆地壳应力场与构造运动区域特征研究

系统研究了1918～2006年间中国大陆及其周缘发生的3115个M4.6以上中、强地震的震源机制解,得到中国大陆地壳区域应力场的压应力轴和张应力轴空间分布的统计结果.探讨了大陆应力场的结构,以及周围板块运动对中国大陆应力场影响作用范围及其界线.结果表明,中国东部的华北地区受到太平洋板块向欧亚板块俯冲挤压的同时,又受到从贝加尔湖经过大华北直至琉球海沟的广阔范围内存在的方位为170°引张应力场的控制.华北地区大地震的震源机制解反映出,该区地震发生为NEE向挤压应力和NNW向张应力的共同作用结果.印度洋板块向欧亚板块的碰撞挤压运动所产生的强烈的挤压应力,控制了喜马拉雅、青藏高原、乃至延伸到天山及其以北的广大地区.在青藏高原周缘地区和中国西部的大范围内,压应力P轴水平分量位于20°～40°,形成了近北东方向的挤压应力场,大量逆断层型强震集中发生在青藏高原的南、北和西部周缘地区以及天山等地区.本文结果表明,正断层型地震集中发生在青藏高原中部高海拔的地区.证明了青藏高原周缘区域发生南北向强烈挤压短缩的同时,中部高海拔地区存在着明显的近东西向的扩张运动.根据本文最新结果,得到了华北、华南块体之间地壳区域应力场的控制边界线,发现该分界线与大地构造、岩石圈板块构造图等有较大差异,特别是在大别及其以东地区,该分界线向东南偏转,在沿海的温州附近转向东,最终穿过东海直至琉球海沟.台湾纵谷断层是菲律宾海板块与欧亚板块之间碰撞挤压边界,来自北西西向运动的菲律宾海板块构造应力控制了从台湾纵谷、华南块体,直到中国南北地震带南段东部地域的应力场.地震震源机制结果还表明,南北地震带南段西侧其P轴大约为NNE方向,与青藏高原的P轴方位一致.南北地震带南段东侧其P轴大约为NWW方向,与华南块体的P轴方位一致.因此,将中国大陆分成东、西两部分的南北地震带南段是印度洋板块与菲律宾海板块在中国大陆内部影响控制范围的分界线.

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。

山西地区构造环境剪应力场研究

以山西省2001年以来,21个台站数字化地震观测资料为基础,根据地震发生的断裂力学模式和震源谱理论,计算出了山西4个地震集中区的构造环境剪应力值,并对应力场的变化情况进行了分析研究。结果表明,在断陷盆地内或边缘地区发生4级以上地震前,一些地震集中分布区显示存在一定的高环境应力,为我们震情的短期跟踪提供了新的参考依据。

数据不确定性与背景应力场差应力的可靠约束——以1992年Landers地震为例

以1992年美国南加州Landers MW7.3地震为例,通过利用主震前后应力场和主震位错引起的应力变化来约束背景应力场差应力的方法,系统研究了数据不确定性与差应力约束可靠性的关系.通过实际地震数据结合数据模拟研究,发现由于数据的不确定性(主要是震源机制解不确定性和发震节面的难确定性),该方法得到的原始约束结果与真实差应力存在系统偏差,原始约束值不能反映真实的差应力水平.数据模拟统计曲线表明,原始约束值和真实差应力存在两段线性关系:上升段和水平段,上升段对差应力有约束能力,水平段对差应力没有约束能力.利用上升段的线性关系对原始差应力约束值调整,得到的调整约束值在一定区间消除了与真实差应力的系统偏差.在不同的分析地点(分析点),本质上是主震位错引起的不同应力变化,数据不确定性对差应力约束结果影响也不同,不同分析点在差应力约束上有优劣性.本文采用Rv、Tv、λ等三个客观评价参数来挑选分析点,在Rv≤9,|Tv|≥17.5,λ<1的条件下挑选出24个分析点,得到Landers地震背景应力场差应力的最佳约束结果是-12.2±2.6 MPa.通过对评价参数的不同取值来检验约束结果的稳定性,以及通过数据模拟的综合分析来检验约束结果的可靠性,发现该最佳约束结果是稳定和可靠的.

辽宁及邻区应力场模拟中远场应力的确定

本文在讨论辽宁、渤海及沿岸地区的原地应力测量、地震震源机制解，小震综合断层面解、形变资料反演的应力场资料基础上，对各资料作了综合加权处理，求得本地区的远场水平应力方向、大小及随深度变化，在应力场数值模拟中以此作为力的边界条件。