中国及邻区现代构造应力场的数值模拟

我国及邻区的现代构造应力场作为一平面应力问题用有限单元法进行了计算。将本区地壳看成是一不均匀的弹性板,根据各地区杨氏模量E、泊松比v和地壳厚度T的不同,组成12种材料区。全区被分成288个三角形单元。考虑了五种应力和位移边界条件,这些边界条件分别反映了印度洋板块、太平洋板块及菲律宾海板块对我国及邻区施加应力的相对大小。将计算得到的最大剪应力值与强震分布进行对比,将最大主压应力方向与震源机制解的最大主压应力方向进行对比,选择一种和实际符合得最好的边界条件作为可取的模式。结果表明:来自印度洋板块的作用力最大,大约是来自太平洋板块和菲律宾海板块作用力的两倍。     

中国海区及其邻域的原地应力状态

本文根据钻孔崩落.应力解除和水压致裂等方法得出的137个应力数据以及部分油井压裂资料,分析了中国海区及其邻域的原地应力状态和构造应力场,并在此基础上探讨了有关力源问题.研究结果表明,中国海区的构造应力场有一定的分区特点,它是中国东部的华北和华南两大应力区向海域的延伸.其中渤海、黄海及其邻域受 NEE 向挤压应力场控制,区内的断层活动性质以走滑为主.而东海、台湾海峡及其南海则处于 NWW-NW-NNW 向挤压应力场的作用下,其最大水平主应力方向由内陆向东南沿海呈辐射状展布.主应力方向随深度增加更趋稳定一致.在华北地区及邻域断层活动以走滑为主,而华南地区及其邻域则大致以1700m 深为界,上部以逆冲为主,下部以走滑为主.另外,研究区构造应力场的力源主要来自太平洋板块、菲律宾板块和印度-澳大利亚板块的综合作用.      

中国及邻区水平最大主应力迹线的绘制与亟需解决的问题

<正>中国及邻区现代构造应力场在空间分布上表现为大区域同一性与局域的非均匀特征,在时间上具有相对的持续稳定性。然而,中国现代构造应力场的格局明显受制于周边板块的动力学作用,东部的力源主要来自太平洋板块俯冲、菲律宾板块推挤的作用,西部的力源则来自印度板块向北碰撞欧亚大陆而产生的挤压。由于中国大陆地壳复杂的构造格局以及地壳固体介质的不均匀性,这些驱动作用传递引起的地壳应力状态的分布是不均匀的,从而现代构造应力场也具有明显的分区性,表现为不同地区应力方向、应力类型     

川滇块体东缘地壳动力学问题的讨论

从川滇块体东缘的地质构造应力场、地震形变带所反映的构造应力场,震源机制解所确定的应力场、地壳应力解除及地壳应力测量所反映的应力场等方面的资料,对块体东缘地壳动力学问题进行了讨论,结果认为印度板块与欧亚板块的碰撞是川滇块体东缘地壳动力的主要力源.     

川滇块体东缘地壳动力学问题的讨论

从川滇块体东缘的地质构造应力场、地震形变带所反映的构造应力场 ,震源机制解所确定的应力场、地壳应力解除及地壳应力测量所反映的应力场等方面的资料 ,对块体东缘地壳动力学问题进行了讨论 ,结果认为印度板块与欧亚板块的碰撞是川滇块体东缘地壳动力的主要力源。     

川滇块体东缘地壳动力学问题的讨论

从川滇块体东缘的地质构造应力场、地震形变带所反映的构造应力场,震源机制解所确定的应力场、地壳应力解除及地壳应力测量所反映的应场等方面的资料,对场体东缘地壳动力学问题进行了讨论,结果认为印度板块与欧亚板块的碰撞是川 滇块体东缘地壳动力的主要力源。     

全球观测应力场的短波分量分析

世界应力图(WSM，World Stress Map)计划的应力指标，目前已累积数据共计10 920个，这些应力指标代表了该地区最大水平主应力的实际观测方向；与此同时，可以假定全球各个板块的绝对运动方向表征了相应各板块的最大水平主应力方向的长波分量．根据应力场的叠加原理，得到由该地区局部构造运动等因素贡献的短波分量的相对大小和方向．将全球划分成2.52.5的基本单元，对每个单元的WSM数据进行加权统计分析，得到其平均应力观测取向，利用HS2-NUVEL1全球绝对板块运动模型计算应力场的长波分量；平均观测应力取向和长波分量取向之间的夹角，决定了相应短波分量相对于观测应力场的大小及其取向的范围，并反映了特定研究地区局部应力场对总应力场的贡献程度．本文的计算结果表明，全球板块的绝大部分地区及各板块的平均效果，长波分量与短波分量对观测应力场的贡献程度相当．对于某些大陆板块内部，局部构造活动对观测应力场的贡献起到重要作用，因而控制着地震的孕育与发生．      

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. 论文还初步分析了控制中国大陆及邻区现代构造应力场分布的动力学环境.     

龙首山地区构造应力场初步探讨

讨论了沟谷成因与构造应力场的关系,利用沟谷资料计算了龙首山地区的主压应力方向,结果表明,主压应力为北东向。新构造应力场、现代构造应力场、地震应力场趋于一致。认为晚第三纪以来,龙首山地区地壳构造应力场相对稳定,应该是青藏地块与阿拉善地块相互作用的结果。     

上部岩石圈应力状态的三维有限元模拟

本文较详细地介绍了上部岩石圈应力状态的三维有限元模拟的方法及得到的垂直应力特征。假设在地质时间尺度上,上部岩石圈0～40公里范围内(简称地壳)以线弹性变形为主。考虑到地壳三维不均一性对地壳应力场的影响,将地壳沿水平方向分成七种地质构造单元:大洋、大陆、高原、洋中脊、海沟、转换断层和三联点,沿径向方向分成二层,以重力(包括引力和离心惯性力)和温度变化作为载荷,采用三维有限单元法计算了地壳的应力场。计算结果表明:(1)地壳垂直应力以压应力占绝对优势,张应力只发生在洋中脊等异常带及其它特定地区,(2)在同一深度上,垂直应力随纬度的增大而线性增加,(3)在深25公里范围内,垂直应力随着深度的增加而增大,其值与海姆法则预测值吻合;(4)异常高的垂直应力梯度往往发生在异常带(板块边界)邻近地区。     

2015年3月新不列颠MS7.4地震震源及邻区构造应力场特征

2015年3月30日至5月15日，巴布亚新几内亚-新不列颠地区发生了一系列地震.为研究该地区的构造应力环境及孕震背景，本文基于Global CMT目录，对新不列颠区域浅部进行构造应力场反演，拟得到高精度的应力图像.反演结果显示：（1）沿着南、北俾斯麦块体边界的区域构造应力场呈走滑体系，最大主压应力轴方位呈SWW-NEE向.（2）所罗门海的NW和NE走向的海沟处于压缩状态，所罗门海块体向新不列颠和所罗门群岛俯冲的板块弯曲部分是局部拉张.（3）受俯冲带的北向推挤，南俾斯麦板块顺时针旋转的挤压，太平洋板块向西部运动汇聚作用，新不列颠岛东北部与新爱尔兰岛南部交汇区域呈现明显非均匀应力状态.（4）此次地震序列的大多数走滑型和逆冲型地震，可能是所罗门海块体俯冲运动，和南俾斯麦块体与太平洋板块的近EW向挤压作用共同引发.     

中国大陆及邻区板内应力场的数值模拟及动力机制探讨

中国大陆位于欧亚板块的东南部, 受到印度板块、太平洋板块和菲律宾海板块的碰撞挤压与俯冲作用, 其构造应力场形态和动力学机制相当复杂. 本文采用伪三维有限元方法, 以世界应力图2008年版本数据(WSM2008)的应力方向和应力型两类指标作为主要约束, 对中国大陆及邻区的动力驱动机制进行数值模拟, 给出了中国大陆周边地区板块边界力的大小和方向估计. 同时对3个典型情况的数值模型进行了分析. 结果显示, 软流层静压推力对该区域构造应力场影响相对较小, 板块边界力作用则起主导作用; 印度板块在喜马拉雅造山带对欧亚板块的碰撞控制了中国大陆地区应力场的基本形态, 是形成川滇地区走滑型地震为主的重要原因; 琉球海沟——南海海槽俯冲带边界力显示了挤压-张性的分段特性, 贝加尔裂谷表现为拉张作用. 进一步的分析表明, 中国大陆大部分区域内最大水平剪应力分布图像与该地区地震辐射能量密度的分布存在较好的空间正相关性．      

In-situ stress state in the China’s Sea and adjacent areas

Based on 141 data of in-situ stress orientations data of breakouts, stress reliefs and hydraulic fracture tests, and some data of stress magnitudes from oil-well hydrofracturing operations, this paper discusses in-situ stress regime and the tectonic stress provinces in the China’s Sea and adjacent areas. Furthermore, the origin of tectonic stress field is expounded. The research results show that the tectonic stress in China’s Sea region can be divided into some stress provinces which are the extension of the Northern China and Southern China stress provinces toward the eastern sea area. The tectonic stress field in the Bohai and Huanghai and their neighbouring regions is controlled by a ENE-WSW compression, where the faulting types are mainly strike-slip. However, the stress in the East and South China’s sea region and the Taiwan Straits is dominated by the WNW-NW-NNW compressions, that is to say that the orientations of the maximum horizontal stress spread radially from the central mainland toward southeastern sea areas. The principal stress directions become more and more steady and uniform as depth increases. In the North China and nearby areas, the types of faulting are primarily strike-slip. In Southern China and adjacent sea areas, there is a transition layer at 1,700M depth, the faultings principally show reverse faults above that depth and strike-slip below it. Furthermore the origin of the tectonic stress field in this region may primarily come from the composite action of the Pacific, the Philippine sea and the India-Australian plates.     

我国西南及其邻区强震活动与构造应力场的探讨

本文用平面问题的有限元方法,在研究云南地震与应力场关系之后,采用先计算大区域应力场,再计算小区域应力场的分步办法。 首先研究我国西南及其邻区强震活动与构造应力场的关系。计算结果说明:(1)由于印度板块不均匀推挤,在特定的边界条件下,是产生我国西南地区应力场复杂性的主要原因。(2)在印度板块的作用下,断块间运动以及板内大范围内应力场调整是西南地区强震活动的主要因素。(3)通过四个八级以上地震(海源、古浪、察隅:印度、尼泊尔)后应力场调整的研究,未来八级地震的地区有可能在川滇藏或缅甸一带。      

东亚地震活动的时空分布及其与区域应力场的关系

来自板块之间相对运动的构造力可以传递到大陆地壳,从而形成了大陆内部的地震应力场.在某一地区,包括小地震在内的地震活动性的分布可以反映该地区的应力场的变化.根据这一观点,本文根据大量的震源机制解的结果以及最近500年的地震活动资料,详细地研究了东亚地区内几个地区的区域应力场的特征.其结果表明,来自太平洋板块相对欧亚板块的俯冲所形成的构造力,控制了从华北地区到南北地震带北段的应力场.本文根据小震的地震活动变化的特征,讨论了日本一部分地区由地震活动性的变化所反映的区域应力场的变化.中国西部以及印度-澳大利亚和欧亚大陆板块边界地区,最近大约100年地震活动性的同步变化表明,来自印度-澳大利亚板块和欧亚板块碰撞所产生的构造力,传递到了中国西部.印度-澳大利亚板块和欧亚大陆板块边界,以及中国西部的地震活动,现在依然处在地震活动高潮期.      

Recent tectonic stress field research in Shanxi graben system

ｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＳｅｖｅｒａｌｙｅａｒｓａｇｏ,ＳｈａｎｘｉｇｒａｂｅｎｓｙｓｔｅｍｗａｓｓｔｕｄｉｅｄｍａｉｎｌｙａｎｄｉｎｄｅｔａｉｌｉｎＣｈｉｎａ．Ｆｉｒｓｔ,ｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆｓｅｉｓｍｏｇｅｏｌｏｇｙ,ｇｅｏｐｈｙｓ...     

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〖JP2〗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.     

Origin of tectonic stresses in the Chinese continent and adjacent areas

Based on data of principal stress orientation from focal mechanism and of geological features in China, we made pseudo-3D genetic algorithm finite element (GA-FEM) inversion to investigate the main forces acting on the Chinese continent and adjacent areas which form the Chinese tectonic stress field. The results confirm that plate boundary forces play the dominant role in forming the stress field in China, as noticed by many previous researchers. However, we also find that topographic spreading forces, as well as basal drag forces of the lower crust to the upper crust, make significant contribution to stresses in regional scale. Forces acting on the Chinese continent can be outlined as follows: the collision of the India plate to the NNE is the most important action, whereby forces oriented to the NW by the Philippine plate and forces oriented to the SWW by the Pacific plate are also important. Topographic spreading forces are not negligible at high topographic gradient zones, these forces are perpendicular to edges of the Tibetan Plateau and a topographic gradient belt running in the NNE direction across Eastern China. Basal drag forces applied by the ductile flow of the lower crust to the base of upper crust affect the regional stress field in the Tibetan Plateau remarkably, producing the clockwise rotation around the eastern Himalaya syntax.     

华北4次中、强地震前震源区及其附近应力场的变化

使用小震机制解资料 ,分析了 1975年海城 7 3级和 1976年唐山 7 8级强震及 1983年菏泽 5 9级和 1995年苍山 5 2级中强震前 ,震源区及其周围不同构造部位应力场的时、空变化 ,证实震前震源区附近应力场曾有某些异常改变 ,如唐山强震前震源区周围出现长达 4a多的小震机制解主应力轴一致性取向的现象 ,菏泽地震前小震机制解P轴“集中—转向” ,苍山地震前P轴偏转且一致性增强。同时还发现 ,唐山地震前应力场异常变化开始时间可能早于 1972年 ;震源区内的陡河台与源外区的昌黎台小震综合机制解反映出震前的受力差异 ;震源断层附近不同应力区内震源机制解和地震活动有时空动态差异。这些现象一定程度上提供了不同构造条件和应力背景下 ,中、强震前震源区不同构造部位力学状态的改变或地震孕育过程的信息 ,对研究不同地震的孕震过程及差异有一定意义。