南北地震带震源机制解与构造应力场特征

南北地震带作为中国大陆地应力场一级分区的边界,其构造应力场的研究对理解大陆强震机理、构造变形和地震应力的相互作用具有重要意义.本文收集南北地震带1970—2014年的震源机制解819条,按照全球应力图的分类标准对震源机制解进行分类,发现其空间分布特征与地质构造活动性质比较吻合.P轴水平投影指示了活动块体的运动方向,T轴水平投影在川滇块体及邻近地区空间差异特征最为突出,存在顺时针旋转的趋势.南北地震带的最大水平主应力方向具有明显的分区特征,北段为NE向走滑类型的应力状态,中段为NEE—EW—NWW向的逆冲类型,南段为SE—SSE—NS—NNE向走滑和正断类型,在川滇块体的北部和西边界应力状态为EW—SE—SSE的正断层类型,表明来自印度板块的NNE或NE向的水平挤压应力和青藏高原物质东向滑移沿大型走滑断裂带向SE向平移的复合作用控制了南北地震带的岩石圈应力场.川滇块体西边界正断层类型应力状态范围与高分辨率地震学观测得到的中下地壳低速带范围基本吻合,青藏高原向东扩张的塑性物质流与横向边界(丽江—小金河断裂带)的弱化易于应变能的释放,在局部地区使NS向拉张的正断层向EW向拉张正断层转变.反演得到的应力状态基本上与各种类型地震的破裂方式比较吻合,也进一步验证反演结果的可靠性,可为地球动力学过程的模拟和活动断层滑动性质的厘定提供参考.     

中国现代构造应力场

基于中国地壳应力数据库和哈佛大学矩心矩张量目录,给出了中国现代构造应力场。反演结果显示,最大主应力轴走向在青藏高原西部为近南北向,在华北为北东东向。在中国中部地区,最大主应力轴走向呈放射状,即北部最大主应力轴走向为北北东向,南部最大主应力轴走向为北北西向。本研究给出了几乎整个中国的构造应力场的具体参数,为地震预测和地球动力学研究中的应力场模拟提供了基础数据。     

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.      

红河断裂带的震源机制与现代构造应力场

利用震源机制解对红河断裂带的现代构造应力场和震源破裂进行分析,结果表明沿断裂带震源机制、应力场和震源破裂存在着主体类型、优势作用和主要特征,同时也存在着复杂性特征,断裂带北、中、南段存在差异,反映了断裂带各段构造活动的差异。     

福建街面水库现代构造应力场分析

福建街面水库将于2006年底下闸蓄水,通过收集库区的地震震源机制解资料和本次工作得到的地震震源机制解结果,以及利用中小地震求解的综合震源机制解,本文分析了街面水库库区现代构造应力场特征:最大主压应力P轴为NW—SE方向,P轴倾角为23°;主张应力T轴为NE—SW方向,T轴倾角为3°。在这样的应力场中,主要以发生走滑型断裂运动性质的地震为主,同时还具有发生正断层运动性质的地震。     

东南沿海地震区的现代构造应力场

根据断层面的最新错动方向，震源机制解和地壳形变等资料，研究了东南沿海地区的现代构造应力场，结果表明：本区构造应力场可大致划分为两个分区：长乐－诏安断裂带以东地区主压应力轴为近东西向；以西地区的主压应力轴近南北向。     

滇西南地区现代构造应力场分析

利用断层滑动资料反演构造应力张量的方法,获得滇西南地区20个构造应力张量数据,并通过与由震源机制解资料求解该地区平均应力场结果的对比,获得了研究区现代构造应力场特征：镇源——营盘山断裂以西至龙陵断裂带以南地区,最大主压应力方向为北北东,应力结构以走滑型为主;龙陵断裂带及其以北的局部地区,最大主压应力方向为近南北或北北西,应力结构为走滑型．     

南北地震带区域构造应力场反演

利用区域应力张量阻尼方法,使用南北地震带及其邻近区域2009年1月—2017年8月466次M_L≥3.5地震的震源机制解,及1976年1月—2017年8月GCMT公布的259次M≥4.5地震的震源机制解,反演得到研究区1.0°×1.0°网格大小区域的构造应力场。应力场空间分布特征显示,南北地震带作为青藏高原的东边界,由于所处动力环境复杂,其内部最大主应力方向具有明显的空间差异性。这种差异主要表现为:南北地震带北段最大主应力方向为NE向;南北地震带中段及周边除龙门山断裂带NE段最大主应力为NW-NNW向外,其它地段最大主应力近EW向;南北地震带中南段最大主应力方向逐渐由近EW向到NW或NE向,再到近NS向。整体而言,南北地震带及邻近区域最大主应力方向由北到南发生了顺时针旋转。川滇菱形块体内部最大主应力方向为NNW向,应力方向转换带与块体边界基本一致,其东边界以东最大主应力方向为NW向,西边界以西为NNE向。从区域构造应力场的角度分析,难以将“南北地震带”作为一个统一的地震带应用于中长期地震预测的研究与实践中。      

昆明地区现代构造应力场分析

利用1965～2002年强震震源机制资料,对昆明及附近地区现代构造应力场空间分布、地震震源破裂特征进行了分析,认为昆明地区区域现代构造应力场以水平作用为主,主压应力优势方位为SSE-SE,主张应力优势方位为NE—NEE。     

南北地震带南段应力场特征及其与板块运动的关系

根据从1933年到1991年的134次中、强震的震源机制结果,对南北地震带南段的区域应力场特征进行了详细地分析．结果表明,南北地震带南段是一条浅源、走滑地震带,在它的东部和西部地区,震源机制结果的P轴和T轴呈现系统的、一致的分布．在西部地区,P轴和T轴分别位于北东-南西和北西-南东方向;在东部地区,P轴和T轴分别位于北西-南东和北东-南西方向．从整体来看,P轴的方位在空间组成一个倒V字形．东部和西部地区的边界与青藏高原和扬子块体之间的边界是一致的．大量的震源机制结果表明,从喜马拉雅碰撞带到南北地震带南段西部,从台湾东海岸碰撞带到南北地震带南段东部,P轴的方位分别呈现大体一致的分布．这说明,印度-澳大利亚板块与欧亚板块之间的相对运动所产生的构造力从喜马拉雅碰撞带一直传到南北地震带南段西部,同时,菲律宾海板块与欧亚板块之间相对运动所产生的构造力从台湾东海岸一直传到南北地震带南段东部,并分别控制了那里的应力场．     

四川长宁MS6.0地震区域构造应力场特征分析

2019年6月17日在四川宜宾市长宁县（28.34°N,104.90°E）发生M_S6.0地震,余震发育。本文利用区域测震台网的地震观测数据基于CAP方法计算了28°~29°N,104°~105°E范围内的14个M_S>3.0以上地震的震源机制解,结合全球矩心矩张量目录和部分前人研究结果中该区域的共27个震源机制解数据,应用MSATSI软件反演了研究区域的应力场。将研究区域按0.1°×0.1°划分成25个应力网格,最终得到9个网格的应力分布结果,大多数应力场方向稳定,根据主震所在应力网格点得到主震的断层类型为主逆冲型。本文研究成果为四川长宁地区的孕震机理、活动构造以及地震趋势判定提供了可靠的参考依据。     

青藏高原区域构造应力场特征分析

利用区域测震台网的地震波形及震相数据基于CAP方法反演北纬26°~42°,东经90°~110°内的270个M_S>3.0以上地震的震源机制解;并结合GCMT目录和一些前人研究结果中该区域的共759个震源机制解数据,运用SATSI方法计算了研究区域的应力场。将研究区域按1°×1°网格化后得到了154个局部应力场分布结果,从结果上看,整个青藏高原的最大主压应力方向大致表现为顺时针且向右的旋转方式。该结果反映了青藏高原块体向NE和NNE挤压的过程中,分别在其北部和东部受到鄂尔多斯和阿拉善两个坚硬块体的阻挡,造成青藏块体增厚,块体之间物质的侧向流动。对研究区域应力型因子R值的研究显示青海祁连、甘东南区域、四川龙门山断裂带等沿青藏高原块体与阿拉善块体以及鄂尔多斯块体交界处相对应力值偏大,与近年来这些地区的地震活动性成正比。本文研究结果对比其他应力场研究结果、GPS研究结果、以及数值模拟结果具有很好的一致性,可为青藏高原地区的孕震机理、活动构造以及地震趋势判定提供可靠的参考依据。     

云南禄劝地震震源处的应力场求解

采用前人反演得到的云南禄劝地震的地震矩张量和主震及部分余震的震源机制解,以该主震震中为中心在全球CMT目录中查询到的部分地震的震源机制解,先将地震矩张量转化为震源机制解,运用精细网格搜索反演方法将震源机制解反演得到禄劝地震和其周边地区的应力场。对反演得出的两个应力场进行差异性对比研究,结果表明禄劝地震震源处主压应力场为NNW—SSE向,主压应力与主张应力相当,周边地区的主压应力方向为NW—SE,断层破裂面倾角大,以走滑正断层为主,主压应力占优势。但是由于云南地区主要由NNW—SSE和NW—SE方向的主压应力控制,并受本文所选的周边地区的经纬度及所处地区的控制,所以该区域在总体上受NW—SE方向的压应力控制,局部地区受NNW—SSE方向的压应力控制。该结果可以用来分析该地区的地震地质背景和断层形成条件,对地球动力环境的研究有一定的意义。     

乌鲁木齐地区活动断层滑动与现代构造应力场

通过对乌鲁木齐地区大量活动断层擦痕的测量，利用由断层滑动资料反演构造应力张量的计算方法，获得研究区5个测点的构造应力张量数据，并通过与由震源机制解资料求得的该地区平均应力场结果的对比，获得了研究区现代构造应力场特征：区域现代构造应力场以水平挤压为主，最大主压应力方向（σ1）为近南北向，应力结构以逆断型为主。     

2019年6月17日长宁MS6.0地震序列震源区二维构造应力场特征研究

使用近震波形反演方法求解2019年6月17日四川长宁Ms6.0地震序列的震源机制解和震源深度, 共得到30个可靠的M>3.0地震震源机制解和震源深度, 结合该地区已有的震源机制解, 开展震源区构造应力场反演, 小尺度探讨震源区的构造应力环境。 反演结果显示, 震中附近区域主要以逆冲型应力性质为主, 局部地区包括少量走滑分量以及混合类型。 最大主压应力方向主要以NEE向或NE向为主。 在筠连以东地区, 不同于北部的逆冲型, 应力性质以走滑型兼少量混合类型为主, 最大主压应力方向近EW向。 构造应力场方向与形成长宁背斜的构造应力存在一定交角, 2019年长宁6.0级地震可能是由NE或NEE向近水平应力挤压产生的该地区滑脱面之上背斜核部的逆断层活动造成的。     

九寨沟M_S7.0地震震源机制解及构造应力场研究

2017年8月8日四川九寨沟县发生M_S7.0地震。根据中国地震台网固定台站的记录波形,利用gCAP方法和P波初动符号反演方法求解了主震的震源机制解,其结果与哈佛CMT震源机制解、美国地质勘探局发布的震源机制以及中国地震局发布的各震源机制解有很好的一致性。此外,还求解了九寨沟地震震中附近2010—2016年间28次小震的震源机制解,利用得到的小震震源机制解反演了该区域的构造应力场。结果表明,这一区域构造应力场的最大应力轴与最小应力轴均为水平方向,其中最大应力轴方向为NWW方向,最小应力轴方向为SSW方向。     

岷县M_S6.6地震震源机制及构造应力研究

利用甘肃省测震台网观测到的主震波形记录的初动符号求解了2013年7月22 日岷县Ms6.6地震主震的震源机制,并与哈佛及usgs发布的震源机制进行了对比,对这一地区过去发生过的若干次Mb4.5以上的地震也利用初动符号求解了震源机制,发现与Ms6.6地震的震源机制形态较为相似.进而利用2010年至2011年甘东南宽频带流动台阵的大量近震资料,对在震中距50 km范围内,并且接近岷县Ms6.6地震发震断裂临潭-宕昌断裂的中小地震进行了检索,对检索到的地震进行初动识别后得到初动数目大于10个、并且对震源包络良好的中小地震31个,利用小震的震源机制解求解了该区域的区域应力场.结果表明这一区域的主压力方向为NEE方向.     

2010年滦县地震序列视应力变化研究

2010年3月6日河北滦县发生M_L4.5地震, 其前震较为活跃且余震丰富。 利用首都圈数字化地震台网监测到的2009年12月至2010年3月滦县M_L≥2.5地震的宽频带数字地震波资料, 计算得到地震视应力。 结果表明: ① M_L4.5地震视应力表现出震前存在高值异常, 震时达到峰值, 震后波动下降的变化特点, 而且主震视应力远大于多数余震, 由此推断该序列类型为主余型。 ② 视应力的数值变化可以反映震源区应力状态, 利用视应力的变化过程来探讨地震序列性质, 结合传统序列判别方法, 可以更准确地判别序列类型。 ③ 在震级M_L≤3.3范围内震级与视应力大体为正相关。     

马边—大关构造带震源参数及应力状态研究

利用2000～2009年马边—大关构造带上的115次3级以上中小地震波形资料,计算了地震震源机制解和视应力等震源参数。根据震源机制解分析,马边—大关构造带平均主应力方向为NWW—SEE,错动类型显示,走滑型和倾滑型的地震所占比例相当。地震活动丛集的3个区段荥经—峨边、马边—盐津、鲁甸—巧家的平均主应力方向分别为NWW—SEE、NW—SE、NWW—SEE,呈现局部构造应力场方向特征。马边—大关构造带视应力分布不均匀,高值出现在云南大关—盐津一带地下20km区域,而利店断裂及以北的地区视应力值相对较低。分析认为马边—大关构造带南段未来存在潜在的强震危险性。