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.     

华北地区地壳应力场的成因

本文讨论了华北地区地壳应力场的成因,选用简化的数学模型;一个在远场承受单向压缩的、具有椭圆型刚性核的无限大Hooke平板的平面应力问题进行的计算,与实际测定结果对比表明,华北地区地壳应力场的主要力源可能是太平洋板块向西俯冲产生的水平挤压力,鄂尔多斯地块周围的应力场与华北地区的应力场在成因上有密切联系,它们似乎是在同一个力源作用下形成的。鄂尔多斯地块周围的地壳应力场与华北地区地壳应力场存在着明显差异的原因大概是完整性好的鄂尔多斯稳定地块存在所引起的明显的介质性非均一性。     

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。     

中国西南地区现代构造应力场基本特征

通过区域范围大量活动断层擦痕的观测,利用由断层滑动方向反演构造应力张量的计算方法,获得西南区41个测区(点)上58个构造应力张量的方向结构特征,并综合震源机制解、原地应力测量,得出中国西南地区现代构造应力场基本特征:(1)中国西南地区现代构造应力场自第四纪早更新世末期或中更新世以来是持续稳定的;(2)构造应力作用以水平为主;(3)最大主应力轴方位由北到南呈规则转动的趋势.在北部松潘、龙门山地区为NEE-SWW 方向,到中部川西地区转为近 E-W 方向,再到云南地区转为 NNW-SSE 或近 N-S 方向;(4)区域构造应力场具有明显的分区特征;(5)地壳深部与浅部应力状态在主方向和应力结构类型上有较好的一致性.此外,构造应力张量分期研究的结果还初步表明,在第四纪早期,西南地区主要受到来自印度板块的侧压作用.受此侧压的影响,区域构造应力场主要表现为北东-近东西方向的挤压.      

无震异常与现代地壳运动

本文在列述了大量无震异常事实后提出,无震异常与有震异常,都是现代地壳运动的结果和表现之一。我们用考古和云南地区大地测量资料,论证了现代地壳运动速度和幅度,时、空场上所呈现的不均匀性和突发性特征。并认为无震异常空间分布的不均匀性、时间分布上的突发性特征与此有关。作者认为,现代地壳运动速度和幅度空间分布的不均匀性特性,是由于地壳结构不均匀,在构造应力场作用下某一地区同时产生多个应力集中程度差别甚大的应力集中区所引起的。无震异常的形成,乃是区域应力场在调整过程中,原来的应力集中区(可能出现异常的地区)转换为应力松驰区的结果。     

中国大陆现今地应力场黏弹性球壳数值模拟综合研究

中国大陆现今实测地应力场的状态与板块构造环境、活动断裂带分布、地形地貌以及地壳结构呈现一定相关性. 在中国大陆西缘,印度洋板块与欧亚板块陆发生陆碰撞,在中国大陆东缘,菲律宾海板块、太平洋板块俯冲到欧亚板块之下. 中国大陆内部被大型活动断裂带分割为多个块体,各个块体的地壳结构和厚度呈不均匀分布,地形地貌起伏具有很大的差异. 笔者以中国大陆块体模型为基础,把板块构造作用和重力势作为主要影响地应力状态的两个主要要素,在现今活动构造、GPS和实测地应力等成果的约束下,利用线性黏弹体球壳有限元模拟分析了中国大陆现今地应力场的分布特征和控制因素. 结果表明: (1)构造应力场总体上呈现出西部挤压,东部拉张的特征,印度板块与欧亚板块的持续碰撞形成了青藏高原及其周缘的挤压性质的构造应力场,而东部菲律宾板块与太平洋板块的俯冲形成了黄海、东海和环渤海区域的拉张性质的构造应力场,中间为拉张环境和挤压环境的过渡,最大主应力的方向受到板块构造环境和活动构造分布的控制;(2)重力的影响主要体现在地形梯度大和地壳厚度结构变化大的地壳浅部区域,在藏南、滇西北局部地区的地壳浅部由于受到重力势控制,呈现为张性应力场,在塔里木地区由于重力势引起的应力场与构造应力场同为挤压性质,因此该区的挤压强度得以增加;(3)中国大陆浅部地应力场的状态主要受到区域板块构造环境、块体边界活动构造带的展布和地形的控制,总体上以南北构造带为界,西部以较强的压性构造环境为主,东部为较弱的压性构造环境,藏南和滇西北局部地区存在有张性构造环境;构造应力对地应力的贡献比重随着深度增加而增加;(4)采用黏弹性模型的构造应力场模拟结果比完全弹性模型的模拟结果能够更好地与实测地应力场相吻合,利用完全弹性模型分析由地震等诱发的地应力瞬时变化是有效的;(5)青藏高原东南缘最大主应力方向发生了较大的偏转,其主要控制因素有:印度板块持续的碰撞、中下地壳对上地壳拖曳以及印度板块通过实皆断裂对欧亚板块的剪切拉伸作用. 中国大陆现今地应力场是整个地壳岩石黏弹特性长期演化和断裂活动的结果,是地应力场动态演化过程中在现今时间点上的状态,受到板块构造环境、大陆内部活动断裂分布、地形地貌和地壳结构等因素不同程度的控制,模拟结果为中国大陆地应力场提供了一个定量的参考模型.     

福建及沿海地区地震活动力源探讨

综合地震震源机制解和地壳形变观测资料的研究, 求得福建及其沿海地区现代震源应力场, 认为这与台湾地区、 台湾海峡应力场相互衔接, 主压应力轴优势方位为NW-SE向, 力轴仰角较小, 应力场近于水平挤压, 形变场反映近期福建沿海亦受北西方向, 接近与海岸垂直的挤压力。 进一步分析该区域内的断裂构造特征和地震活动强度由东至西逐渐减弱的规律, 认为菲律宾海板块与欧亚板块的相互作用力不仅是台湾强震力源所在, 而且其影响向西扩展, 福建及其沿海地区地震活动主要力源仍然是来自这两大板块的相互作用力。     

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。     

地幔深部运动,全球构造格局及中国地震应力场背景c

本文探讨了形成岩石层内部应力场两种可能的力源:地幔对流产生的作用于岩石层底部的切向拖曳力和沿板块边界分布力系对岩石层内应力场的影响.发现这两种力同时作用控制了中国大陆应力场的基本格局,它们产生的应力场主压应力方向和用地震震源机制解、钻孔应力测量及地质构造推断的中国应力场分布基本吻合.      

南海及邻域现代构造应力场的数值模拟

将南海及邻域的现代构造应力问题视为弹性板的平面应力问题,用有限元法对现代构造应力场进行计算。以海沟俯冲带为主要边界,全区离散成1130个单元和612个节点。根据各单元的地壳厚度、P波速度、密度以及泊松比将区内地壳分成5种类型。考虑了4种外力作用方式,这些外力分别反映了印澳板块和菲律宾海板块对研究区的作用力大小和方向。将计算得出的最大主压应力方向与震源机制解的P轴方向进行比较,选择一种和后者符合最好的边界条件和计算结果作为可取模式,并分析了南海及邻域现代构造应力场的分布格局。     

地幔深部运动,全球构造格局及中国地震应力场背景

本文探讨了形成岩石层内部应力场两种可能的力源:地幔对流产生的作用于岩石层底部的切向拖曳力和沿板块边界分布力系对岩石层内应力场的影响.发现这两种力同时作用控制了中国大陆应力场的基本格局,它们产生的应力场主压应力方向和用地震震源机制解、钻孔应力测量及地质构造推断的中国应力场分布基本吻合.     

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.      

渭河盆地地裂缝群发机理及东、西部地裂缝分布不均衡构造成因研究

利用渭河盆地2001—2008年高精度GPS监测资料,结合区域构造特点建立了渭河盆地有限元动力学模型,基于此研究了区域现今地壳应力场特征,深入分析了构造应力场与盆地内地裂缝群发之间的内在关系,首次基于空间大地测量定量的揭示出了区域构造应力场与盆地内地裂缝群发的内在动力学联系,及盆地东、西部地裂缝分布不均衡的根本成因.研究结果表明:渭河盆地现今地壳应力场差异性显著,主要呈现出中、东部以NW-SE向拉张为主,西部则以NW-SE向压缩应力为主,整体具有相对左旋运动趋势,与区域以往长期构造变形具有较好的继承性;分析揭示出区域NW-SE向拉张构造应力正是盆地内中、东部地裂缝群发的力源机制,而盆地内差异性构造应力场也正是导致盆地东、西部地裂缝发育不均衡的根本原因所在,由此进一步证实了渭河盆地地裂缝的强构造属性,其是由活断层在上述力源机制作用下,以蠕滑形式错断地层使土层破裂而形成的.本文研究结果为盆地地裂缝灾害防治、城市安全建设提供了重要信息.     

滇西北地区的现代构造应力场

通过区内活断层性质、盆地生成和水系分布极向等的研究,进一步从地质上论证了该区北北西—近南北向的现代构造应力场。认为这一局部应力场是川滇菱块作南向滑移引起的地壳上部的构造变形事件。晚新生代以来的断陷盆地是这一滑移过程造成的地壳表层的拉分盆地。在地壳的下部有可能受到大区域板块北(偏东)向推挤作用的影响。中小地震和强震在深度分布、破裂特征及应力方向上的区别有可能是这种不同深度层次上应力差异作用的某些信息     

新疆及其邻近地区现代构造应力场的区域特征

根据新疆及其邻近地区1931 1990年122次地震的震源机制解结果,研究了区内现代构造应力场的基本特征,表现为:(1)应力场有明显的分区特点,主压应力 P 轴方位有3个优势方向,北东(0——10),(30——50),北西(10——20),说明区内不是单一的近南北分布的压应力;(2)P 轴仰角平缓,说明区内现代构造应力场是以水平挤压为主.区内的现代构造应力场与印度板块北移并同亚欧板块碰撞,以及由此而产生的对塔里木、准噶尔块体的挤压作用有关.      

中国构造应力场特征及其与板块运动的关系

本文根据地质构造、地震和地壳形变等资料,研究了中国晚第三纪以来构造应力场的主要特征。认为,中国区域构造应力场有明显的分区特点:构造应力场以水平分量为主,但某些地区由于深部物质运动可以同时存在垂直附加力的作用;同时认为,中国构造应力场是受印度板块和太平洋板块的联合作用控制的     

鄂尔多斯周邻地区地壳应力场——一个简化的力学模型

本文提出了鄂尔多斯周邻地壳应力场的一个简化力学模型。在这个模型中,欧亚板块被简化为一个无限大Hooke薄板,稳定而且完整性好的鄂尔多斯地块则被模拟为一个嵌入在该板内的刚性椭圆核。由于印度洋板块碰撞和太平洋板块的俯冲,使该板承受着一种沿太平洋板块向西俯冲方向的单向压缩。利用该问题的Mycxeлишвили解,分析和计算了鄂尔多斯地块周邻地区地壳应力场,对该地块周邻地壳应力场特征提出了一种可能的解释。认为华北地壳应力场与鄂尔多斯地块周邻应力场可能是同一种力源作用下形成的,鄂尔多斯地块周围存在小区域应力场的原因可能反映了介质明显的非均一性。      

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.