用余震序列的数字地震资料对卢龙地区活动构造的研究

【摘要】：本篇博士学位论文通过对河北卢龙1982年10月19日M_L6.2级地震的余震序列的重新定位和求解震源机制,解释了华北地区活动地块的边界卢龙盆地的活动构造的形态、运动特征和动力学特征。 第一章通过对卢龙1982年10月19日6.2级地震余震近场数字地震资料的再处理,从391条记录中挑选出可用于精确定位的一共171条地震事件记录,采用Hypoinverse定位方法对45个事件进行了重新定位。 定位结果显示出由5条断层组成的一卧倒的反“F”形地震构造的形态。具体分析为两条NNE向断裂被一条NWW向断裂所截断,两组断裂呈脆性断裂常见的共轭状态产出,NNE向的地震断层与南北的已知断层似要相互连接,另两条断裂显示—左旋错动1km作用的地震断层组合,卢龙附近的滦河河谷是一个四面断裂包围的断陷盆地,卢龙地震的发震构造是一个走滑兼张性的断裂组合。 第二章通过矩张量反演的方法求解事件的震源机制,我们发现处于卢龙盆地不同部位的震源机制是各不相同的,盆地中和盆地边界的主压应力轴有时相差近90°,说明不同的构造部位应力状况是不一致的。 T轴和P轴的倾角统计的平均值为20°左右,最大和最小应力主轴产状较缓,中间应力轴产状较陡,区域的构造活动的驱动力来自水平方向。 区域应力场的主压应力轴为74°NE,而盆地的北边转为43°NE,可能是由于区域小块体的存在使这里的应力场发生了旋转,卢龙块体受到了来自其北部的燕山块体的推挤和限制作用。 计算的所有余震的双力偶节面的平均滑动角为-12°非常缓,说明这些余震从总体上说是以走滑为主的断裂活动造成的,但是兼有少量的张性成分。余震的节面倾角一般很陡达到60°以上,因此同样可以推断主压应力应该大致为水平方向。 第三章阐述了对卢龙地区的区域地质的研究和地表断层的考察,地表考察结果与精确定位和机制解所确定的断裂一致。我们认识到卢龙断裂是唐山断裂往北延伸的一支,它同时又处于张家口——渤海断裂带的东北角,是一个两组断裂构造的交汇处,在交汇的部位往往能孕育强烈地震。唐山断裂又是一强烈地震多发的活动构造,1976年这里曾经发生了M_L7.8级强烈地震,因此唐山断裂的活动一定会对邻近的卢龙地区产生重要影响。 通过地质调查,在可见的两条断层中,F4主要表现为张性断层的特征,在地表呈“Z”字型,而F5在地表表现为走滑或者有逆断层的性质。这似乎说明北东向的构造活动剧烈,但是在北西向断裂的阻挡作用下不能完全施展。 在卢龙盆地的不同部位,变形也不尽相同,盆地北部表现为褶皱和地层倾斜,在盆地的东部和南部断裂构造发育,整个断裂系统为一个盆地南错的走滑兼有张性性质的断裂系。 而盆地的基底与北部燕山块体的基底一致同为太古界中深变质岩系说明了卢龙盆地可能由燕山地块脱离的一块演变而来。 侏罗系的火山岩说明在中生代这个地区发生了强烈的裂谷作用,在凝灰岩的形成过程中同样有构造应力的影响。 第四章综合分析我们定位和震源机制求解的结果、地表的观测以及前人的研究,进一步阐述卢龙盆地的起源和演化。 与第二章中的卢龙盆地外围的情况相似,可以说明卢龙活动块体似乎受到了来自北东方向的推挤,这可以归结为燕山地块对活动构造发育的影响。