2019年5月18日松原M5.1地震构造机制分析

基于区域地震台网的数字化波形资料,使用ISOLA方法对2019年5月18日吉林松原M5.1地震进行矩张量反演,研究地震的震源机制,并且收集了地震序列中M_L2.5以上地震的震源机制解,采用FMSI（focal mechanism stress inversion）方法反演震中区构造应力场。结果显示：松原M5.1地震的矩震级为4.9,矩心深度为6 km,双力偶分量为91.5%,主压应力P轴方位角、倾角分别为76°和3°,主张应力T轴方位角、倾角分别为166°和16°,震源机制解显示典型的构造地震特征;震中区构造应力场理论应力轴σ₁方位角、倾伏角分别为88.0°和0.9°,σ₂方位角、倾伏角分别为178.2°和9.6°,σ₃方位角、倾伏角分别为352.5°和80.4°,这一结果与区域构造应力场一致。推断认为区域构造应力场触发了2019年松原M5.1地震活动,地震震源机制解的北西向节面与震中区附近的第二松花江断裂现今活动性质完全一致,认为第二松花断裂可能是松原M5.1地震的发震断层。     

滇西北新构造应力场与现代构造应力场的初步探讨

本文通过对滇西北地区地震构造、水系格局以及震源机制、原地应力测量、三角网测量,跨断层位移测量资料进行对比分析认为:以金沙江—红河断裂为界分为东西两区,新生代始新世晚期—中新世之间,欧亚与印度两大板块碰撞后主压应力方向由NE60°转为SE100°,大约向右旋转约40°。上新世—第四纪本区经历了四次重要的地质事件,新构造应力场曾发生几次变化。大理冰后期维西事件使本区新构造应力场发生变化。全新世以来的现代构造应力场,在东区主压应力方向向右偏转约10°,西区向左旋转约10°。因而,全新世—现代构造应力场在西区显示了反扭的特点,而东区仍继承了新构造应力场总体向右旋转的趋势。     

上海及邻近地区区域应力场和地震破裂方式的探讨

本文从震源机制、地应力测量、地震等震线长轴统计,形变场、构造分析等几方面求得本区区域应力场在北纬30°以北为81°,30°以南为133°。空间分布上主压应力轴大致与海岸轮廓线垂直,反映力源主要来自太平洋板块对中国大陆的挤压。在这样的应力场背景下,本区北东向断裂将作右旋正走滑活动;北西向,特别是北北西向新断裂将作左旋逆走滑活动;北东东至近东西向断层将作张性倾滑活动。由于本区地震大多座落在不同方向断裂的交汇复合部位,地震的孕育、发生、发展与两断裂的共轭活动关系密切,但具体到某一次地震的破裂方式则以单侧破裂与双侧破裂居多。     

2017年九寨沟7.0级地震序列震源机制解和构造应力场特征

九寨沟余震序列的震源机制和构造应力场有助于认识本次地震的发震构造和孕震机理。本文基于四川区域地震台网的波形资料, 采用波形拟合(CAP)方法和P波初动+振幅比(HASH)方法反演得到2017年8月8日九寨沟7.0级地震序列中59次ML≥3.0地震的震源机制解, 并基于该结果采用阻尼线性逆推法(DRSSI), 计算研究区域的平均构造应力场, 给出该区域的应力场特征。结果显示, 利用CAP方法反演得到的本次主震的最佳双力偶机制解节面I: 走向248°/倾角86°/滑动角–169°, 节面II: 走向157°/倾角79°/滑动角–4°, 矩震级为Mw6.31, 矩心深度5 km, 属走滑型地震事件; 大部分余震的震源机制解错动类型与主震一致, 矩心深度集中在3~10 km; 应力场反演结果显示, 该区域周边的应力性质为走滑型, 最大主应力方向呈NWW–SEE向, 与该区域的应力场方向一致, 表明本次地震主要受区域应力的控制。结合该区域的地震地质构造等已有研究成果, 分析认为此次地震的发震断层为走向NW–SE、倾向SW的左旋走滑断裂——树正断裂, 巴颜喀拉块体向E-SE向的水平运动受到华南块体的强烈阻挡导致此次地震的发生, 汶川地震的发生对本次地震具有一定的促进作用。     

郯庐断裂带安徽段现代地震活动及应力场特征

分析了郯庐断裂带安徽段地震活动特征,利用近震直达波最大振幅比方法反演了99次中-小地震震源机制,并作了统计和聚类分析。现代地震活动整体上继承了历史地震分布格局,未显示增强趋势;断裂带及邻区应力场P轴和T轴优势方位大致呈近东西向和近南北向分布,现今承受的作用力以近水平或斜向为主,但也存在部分其它方向的应力场和近垂直方向的作用力。震源断层的破裂类型,带内以逆冲(或正断),或近逆冲(或正断)型为主。带附近较明显地呈现出走滑型或近走滑型破裂的优势;北、南亚段应力场有明显差异,即北压南张,其分界大约在北纬32°附近,北西西走向的桥头集—东关断裂是两者间的构造变换带。     

马边-永善地震带及邻区新构造应力场和现代构造应力场的探讨

本文用数学统计方法对马边-永善地震带及邻近地区水系格局的优势方向进行了计算,结合断层滑动参数、原地应力测量、地震震源机制解和三角测量资料进行对比分析认为:构造应力分区与活动的深大断裂围限的褶断隆起区和凹陷区有关,如马边凹陷区构造应力方向为NW向,而雷波-永善褶断隆起区和五莲峰褶断隆起区构造应力方向为NWW-NEE向。该区构造应力场有右旋渐变的特点,自南而北主压应力轴右旋转动约30～40°,并且,全新世以来的现代构造应力场继承了新构造时期构造应力场的特点。     

芦山Mw6.6地震序列的震源机制及震源区应力场

为研究2013年4月20日芦山M_w6.6地震的发震构造及孕震机理, 基于4月20日—6月1日地震序列中114次M≥3.0余震震源机制解, 深入分析了余震震源机制及震源区应力场的时空分布特征, 获得的主要认识如下: (1)芦山M≥3.0余震以逆冲型为主, 走滑型次之, 正断型最少, 震源机制P轴方位一致性较好, 以近NWW-SEE为优势方向, 倾角分布在0~30°, 表明余震活动主要受龙门山断裂所在的区域应力场控制; (2)芦山余震区压应力S1方位存在明显的局部空间分区差异, 以主震震中为界, 余震区南边S1方向总体呈NWW方向, 而余震区北边S1方向表现出由NW经EW向NE的逆时针旋转, 可能反映了余震区北边发震断层错动以逆冲为主兼有一定的走滑分量; (3)压应力S1方位随时间的变化不明显, 呈近NWW方向, 但其倾角逐渐变水平, 应力张量方差逐渐变大, 震源机制错动类型始终以逆冲为主, 随时间变的相对紊乱, 反映了震源区应力场随时间的调整变化特性; (4)深度剖面结果显示压应力方位与发震断层走向的夹角在80°~120°, 即近乎垂直, 震源断层面向NW倾斜, 芦山余震活动受控于近垂直发震断裂的挤压作用, 属于典型的逆冲断层.      

闽南现今构造应力场与水热活动

本文使用1982年微震台网在漳州地区的实地记录,并结合历年地震资料进行综合分析,以震源机制及微震综合机制解的结果。得出闽南现今构造应力场的基本轮廓。指出: 1、闽南现今构造应力场具有东西分区的特点,其分界线在莆田—诏安断裂带的滨海断裂一带。东部海域地区主压应力轴为东西向,西部内陆地区主压应力轴为南东—北西向。 2、探讨了各区地质断裂的现今活动方式及其力学性质。 3、讨论了闽南内陆众多温泉的分布特征及其与活动断裂的关系,提出在闽南勘探地热资源,应重点研究与解剖东西向南靖—厦门断裂带及北东向莆田—诏安断裂带内的北西向构造。 4、提出了以研究现今构造应力场的方法扩展去探索油、气储构造的设想。     

闽台铲状活动断裂

福建台湾大型铲状活动断裂系在深部(深5—100km)构成一系列向东倾斜、倾角为4°—10°的滑脱面,在近地表利用老断层的重新活动,形成NNE与NW向网格交叉的高角度断层。活动断裂系的地震能量释放主要集中在台湾东部。推断现代构造应力场的最大主压应力方向是NW—SE向,缓倾斜、向西撒开呈扇状特征。断裂系中各断裂的滑动速率不同,东大西小。     

青藏高原中部的东西向扩张构造运动

系统分析了1933~2003年间青藏高原及其周缘发生的745个中、强地震的震源机制解,研究了高原地壳构造运动及其动力学特征。结果表明,大量正断层型地震集中发生在青藏高原中部海拔4000m以上的地区,其中许多地震是纯正断层型地震。震源机制结果显示,该区正断层型地震的断层走向多为南北方向,断层位错矢量的水平分量均位于近东西方向,这表明青藏高原高海拔地区存在着近东西方向的扩张构造运动。地震震源应力场的研究结果表明,在高原中部高海拔地区,E-W向或WNW-ESE向的水平扩张作用控制着该区的地壳应力场。青藏高原高海拔地区近东西方向的扩张构造运动是该区引张应力场的作用结果,其动力学原因可能与持续隆升的高原自重增大引起的重力崩塌及其周边区域构造应力状况有关。而青藏高原周缘地区,除了东部边缘外,南部的喜马拉雅山前沿以及青藏高原的北部、西部边缘所发生的绝大部分地震都是逆断层型或走滑逆断层型地震。在青藏高原周缘地区,北东或者北北东方向水平挤压的构造应力场为优势应力场。在中国西部的大范围内,主压应力P轴水平分量位于NE-SW方向,形成了一个广域的NE-SW方向的挤压应力场。青藏高原及其周缘应力场特征表明,印度板块的北上运动以及它与欧亚板块之间的碰撞所形成的挤压应力场是高原强烈隆起的直接原因。在青藏高原中南部形成了近东西向引张应力场为主的区域,并以东西向扩张构造运动部分释放其应力积累。研究高原高海拔地区的引张应力场和近东西向扩张构造运动的特征,对于认识青藏高原强烈隆起的地球动力学过程与机制,有着重要的理论意义。     

云南白秧坪东矿区控矿断裂带构造岩的方解石组构

断裂带构造岩的方解石组构综合分析,可以推断构造活动的应力场方位,利用e双晶的C—T(C—压应力轴,T—张应力轴)图解推断古应力的方位,已为众多的地质学家在实践中引用。云南白秧坪东矿区推覆构造的华昌山断裂带和水磨房断裂带,是矿区的主要控矿构造,其构造岩的方解石及e双晶极点组构均显示点极密加环带的型式,大部分发育近岩组坐标c轴的光轴极密,代表光轴方向的压力导致沿岩组坐标ab面滑动;在C—T应力系统中,显示华昌山、水磨房断裂带晚期较强烈活动的应力场方位,主压应力方向为SE-NW向,主张应力方向为NE-SW向,断层以左旋运动为主;华昌山断裂带SE盘往NW方向逆冲,水磨房断裂带则由NW往SE方向反冲,与野外宏观构造分析吻合。     

Inversion of fault data with low diversity for stress: Principles and applications

Although a minimum of four independent, single-phase fault data are required to solve for a unique reduced stress tensor, we prove in this paper that a smaller number of fault data are sufficient in some instances to solve for part of the reduced stress tensor. One of the principal stress directions is determinable from either two faults with a common null shear direction on the fault planes or three faults with a common intersection in a principal stress plane of the fault planes. This direction is combined with the fault data to determine the possible ranges of other principal stress directions. Determining whether the direction is for the maximum, intermediate or minimum principal stress depends upon constraints provided by slip tendency or more fault data. This approach can also be applied to a set of four or more fault data with low orientation diversity. This new method is finally applied to two different sets of fault data from along the active Chelungpu fault, western Taiwan. The stress orientations determined from the method lie in acceptable ranges for the maximum/minimum principal stresses using other existing and comparable methods, such as the right dihedra/trihedra methods. They differ moderately in the maximum/minimum principal stress directions when compared to the moment tensor method for fault kinematic analysis. The new method has advantages over the right dihedra/trihedra methods in the accuracy of stress estimate and the independence of stress estimate upon the small number of faults that are not parallel to the dominant fault set(s).     

Compressive Tectonics around Tibetan Plateau Edges

Various earthquake fault types, mechanism solutions, stress field, and other geophysical data were analyzed for study on the crust movement in the Tibetan plateau and its tectonic implications. The results show that numbers of thrust fault and strike-slip fault type earthquakes with strong compressive stress near NNE-SSW direction occurred in the edges around the plateau except the eastern boundary. Some normal faulting type earthquakes concentrate in the Central Tibetan plateau. The strikes of fault planes of thrust and strike-slip faulting earthquakes are almost in the E-W direction based on the analyses of the Wulff stereonet diagrams of fault plane solutions. This implies that the dislocation slip vectors of the thrust and strike-slip faulting type events have quite great components in the N-S direction. The compression motion mainly probably plays the tectonic active regime around the plateau edges. The compressive stress in N-S or NE-SW directions predominates earthquake occurrence in the thrust and strike-slip faulting event region around the plateau. The compressive motion around the Tibetan plateau edge is attributable to the northward motion of the Indian subcontinent plate. The northward motion of the Tibetan plateau shortened in the N-S direction encounters probably strong obstructions at the western and northern margins.     

内蒙古狼山地区南北向断裂构造应力场特征及其与区域构造演化关系

内蒙古狼山地区断裂构造十分复杂,主要发育有南北、东西、北东和北西走向的断裂构造.从南北向断裂的几何形态、运动性质、构造应力场特征入手进行研究,结合野外实地调查与测量,运用极射赤平投影方法,求出构造应力场的主应力轴方位,进而对本区的构造演化进行了探讨.初步认为,研究区发育的近南北向断裂至少受到过两期构造应力场的作用,第一期是在晚二叠世,由于华北克拉通向北、西伯利亚板块向南活动而形成碰撞拼贴运动所产生的近南北向近水平挤压构造应力场,此时构造应力场的主应力轴σ₁为北偏东10°左右,向北倾伏,倾伏角为15°~20°.在这一期构造应力场的作用下,狼山地区发育了一套破裂系统,它们分别表现为近东西走向的挤压构造带和逆断层、近北东走向的以左行为主的走滑断层、近北西走向的以右行为主的走滑断层以及近南北走向的张性断层.这些早期的断裂系统也制约着该区域后来的构造活动,第二期构造应力场是侏罗纪以来古太平洋板块向亚洲大陆俯冲而产生的.此构造应力场的主应力轴σ₁为北西-南东向,倾伏向为150°左右,倾伏角为10°~20°.第二期构造应力场的作用,使早期南北向断裂由原来的张性破裂面转为左行走滑,早期东西向断裂转为右行走滑,早期北东向左行滑动面转为压性面和褶皱轴方向,而早期的北西向破裂面则转为张性破裂性质.      

滇中香炉山引水隧洞工程区地应力场特征及断裂影响模糊综合评价

在滇中香炉山引水隧洞工程区活动断裂部位开展了八个钻孔的水压致裂原地应力测试工作。结果显示工程区应力状态以水平应力为主导,龙蟠-乔后断裂和丽江-剑川断裂部位均为走滑应力状态,鹤庆-洱源断裂西支为走滑应力状态,南段为逆冲应力状态。从应力累积的角度分析,测深范围内三条活动断裂大部分测点实测最大主应力值未超过使断层产生滑动失稳的临界值。地应力测试获得的最大主应力优势方位NNE-NE向与利用该地区震源机制解反演得到的现今构造应力场主压应力方位NEE向存在差异,说明地应力测试结果在一定程度上受到了断层活动性的影响。考虑活动断裂形变和力学属性的多个指标参数,对活动断裂影响程度的Fuzzy-Grey模糊综合评价表明龙蟠-乔后断裂对香炉山隧洞工程的影响较弱,丽江-剑川断裂的影响程度最强,需引起重视。     

成兰铁路地应力测量与构造应力场分布规律研究

成兰铁路位于青藏高原东部边缘高山峡谷区,由于印度板块与欧亚板块碰撞,区域内构造变形强烈,构造应力场十分复杂。为研究成兰铁路工程区地应力分布规律及断层稳定性,在铁路沿线茂县、松潘县以及宕昌县境内4个深孔水压致裂地应力测量基础上,获得了不同位置区域地应力实测值的大小和方向,并建立工程区应力参数随深度分布规律。分析表明:工程区应力随深度变化呈现出较好的线性关系,在测试深度范围内,水平应力普遍高于垂直主应力,地应力值总体上属于中—高地应力级别,在750 m深度内,最大水平主应力达25 MPa,反映出工程区构造应力占主导地位,侧压系数随深度呈缓慢衰减趋势。成兰铁路在不同构造单元上最大水平主应力方向有所不同,在东昆仑断裂以北甘南块体内,最大水平主应力为北北东向,在东昆仑断裂以南川青块体内最大水平主应力为北西向。根据实测的地应力数据并结合库伦滑动摩擦准则,对工程区内的断层稳定性进行了分析。文中取得的认识对成兰铁路工程区的构造应力场、断裂活动性的研究以及隧道工程的建设具有重要的参考意义。     

Evidence for right-lateral strike-slip environment in the Kutch basin of northwestern India from moment tensor inversion studies

The Kutch region located in northwestern part of India is an ancient rift basin that was active until Cretaceous period. The region falls close to the India–Arabia and the India–Eurasia plate boundaries and has experienced devastating earthquakes in the past, namely the 1819 Allah Bund earthquake, the 1956 Anjar earthquake and the 2001 Bhuj earthquake. To understand the tectonics of this region with respect to the adjacent plate boundaries, we invert seismic waveform data of 11 earthquakes in this region recorded by a network of the Institute of Seismological Research (ISR) during 2007–2009. The study yields focal mechanism solutions of reverse fault and strike-slip type mechanism. The inferred fault planes correlate well with the local trends of the known tectonic faults while the principal stress directions derived from stress inversion based on a linearized least squares approach, trend agreeably with the ambient stress field directions. A consistently right-lateral sense of shear is found on all the local faults as derived from each of the matching planes of the focal mechanism solutions computed in the present study. It is inferred that in the Kutch region a right-lateral strike-slip environment prevails along predominantly EW to NW-SE oriented deep-seated pre-existing faults in an otherwise compressive stress regime. This, in conjunction with the left-lateral movements along the Girnar mountain in southern Saurashtra, inferred from previous studies, indicates a westward escape of the Kutch–Saurashtra block as a consequence of the northward collision of the Indian plate with respect to the Eurasian landmass.     

苏北盆地海安凹陷现今构造应力场特征及构造样式

通过对苏北盆地海安凹陷T₄0反射层现今构造应力场、次级凹陷边界二级断裂和次级凹陷内三、四级断裂力学性质及其构造活动样式等分析研究认为:海安凹陷现今最大主应力方向为NE 70°左右;现今最大主应力为50 MPa左右,现今最小主应力为30 MPa左右。海安凹陷内次级凹陷边界二级断裂现今主要表现为张性或张扭性活动特征,张扭性活动方式既有顺扭也有反扭,并且同一断裂不同部位活动性质存在差异;海安凹陷内次级凹陷三、四级断裂现今也主要表现为张性或张扭性活动特征,张扭性活动方式既有顺扭也有反扭,个别表现为压性和压扭性活动,并且同一断裂不同部位活动性质存在差异。      

福建漳州盆地活动断裂研究

本文从形态学和运动学的角度,确定并系统地研究了二十条主要活动断裂。北西向断裂以正-左行走滑型为主,北东向断裂以右行走滑-逆断层为主,两组断裂构成活动断裂网络。用 C¹⁴年龄数据计算得到了最近5990—1870年以来,各取样点地壳平均升降速率的变化范围是+3.53mm/a 至-0.65mm/a。用布仑法求得的九龙江活动断裂现代平均滑动速率是1.7mm/a。更新世至现代构造应力场的最大主压应力是以缓倾角、走向为 NW290°左右为特征的。350m 深处最大主压应力是700—760bar。两组断裂交汇形成的高渗透率带,对形成对流型中、低温热水型热田是十分有利的。此外,对该区的地震活动性亦进行了讨论。     

青藏高原北部晚第四纪应力场在遥感影像上的响应

青藏高原北部发育一系列北西向大型左行走滑断裂带,目前普遍认为这些左行走滑断裂至今仍在活动,在左行走滑作用下,青藏高原东部向东挤出并伴随强烈的地块旋转运动。本文以介于东昆仑左行走滑断裂带与玉树左行走滑断裂带之间的巴颜喀拉山中央断裂（及其周缘的构造形迹）为主要研究对象,根据断层构造的直接解译标志——清晰的线性形迹和构造地貌标志如断层陡坎、断层谷地、挤压脊、地裂缝、断层走滑造成的水系错动、新老洪积扇的侧向叠加等,在高分辨率的SPOT5及中等分辨率ETM遥感影像上对研究区内北西向活动断层与北东向活动断层的空间分布、规模、活动性质、相对活动时代及活动幅度等进行了遥感分析和野外验证,并结合对断层周缘沿共轭张裂隙展布的水系与地裂缝的规模、展布方向等的统计分析,对晚第四纪应力场进行了恢复。研究表明:北西向活动断层具右行走滑兼有逆冲运动特征,北东向活动断层具左行走滑兼有正滑运动特征,二者为晚第四纪NNE向（2°）挤压应力条件下产生的北西向与北东向走滑作用的产物。北西向右行走滑作用的发现,预示着青藏高原北部第四纪以来普遍存在的北西向左行走滑作用可能在晚更新世就已终止。在此基础上,探讨了处于不同展布方向上的湖盆在同一应力条件下表现出的不同演化趋势:即在NNE向挤压应力作用下,呈北东向展布的错坎巴昂日东湖处于近东西向拉张状态,呈北西向展布的卡巴纽尔多湖变化不明显。