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川滇块体及周边现今震源机制和应力场特征研究

罗钧  
【摘要】:地震的孕育与地壳的应力环境、断层活动方式、地下流变性等密切相关。其发生是在区域构造应力场的作用下,周围的区域构造运动与震源区介质脆性变形相互作用的结果。在现代地壳构造运动过程中,局部地区的区域构造应力场与大陆构造应力场可能存在偏离,大型断裂带的存在、复杂的局部地质结构、断层密度和强度的横向变化、地壳厚度突变等,都是影响区域和局部应力场并使其偏离大陆构造应力场的主要因素。川滇块体及周边地区位于青藏高原东南缘,东邻稳定的华南块体,其西侧受到印度板块与欧亚板块对接碰撞、持续向北推挤引起的青藏高原物质向东逃逸的影响,以及阿萨姆顶点的楔入作用,构造背景十分复杂。区域内部发育多条活动大断裂,是中国大陆地震活动最强烈的地区之一。特殊的地理位置、强烈的地壳形变与断裂活动,使得该区中等及破坏性地震频发,且存在强震危险区。对该区的构造应力、断层力学方式、块体活动和作用方式的探讨成为了近年来研究和关注的热点。构造地震的震源机制解包含了发震断层面、发震应力场P、T、N轴等参数,其中P、T、N轴反映了地震前后震源区应力状态的变化,是震源区构造应力本身的一种体现,由不同深度的震源P、T轴分布能够有效估计地壳内部位于不同深度的构造应力方向。 本论文使用86个区域观测台网和20个安宁河-则木河断裂带加密观测台所获得的宽频带地震观测资料,通过CAP(Cut and Paste)方法获取了川滇块体及周边区域2007年8月至2013年4月75次3.5级以上地震的震源机制解。以相对较多、较完整的结果,开展了研究区震源机制特征和震源深度特征的分析。在此基础上,补充哈佛大学2007年7月以前的Mw4.8地震震源机制解反演了研究区构造应力场。并结合已有的断层活动方式、次级块体运动特征、电磁测深、地壳流变性等资料,以更高的空间分辨率分析了川滇块体及周边地区在青藏高原物质逃逸挤出作用和周围主要块体的影响下,各个次级块体和活动断裂带所显示出震源机制特征和局部构造应力场特征,并初步探讨和分析了其构造动力学背景以及孕震环境。主要认识如下: (1)川滇块体及周边各主要断裂带、各次级块体内震源机制解类型与构造背景相一致的分区性明显。川滇块体与四川盆地交接的盆地前缘的弧形地带逆冲作用显著,川西北次级块体拉张作用明显,而滇中次级块体内部均表现为走滑作用。综合地质构造、形变测量、动力学资料分析,认为川滇块体及周边近期断层破裂方式主要受到各个断裂带的构造活动以及次级块体之间相互作用的控制。 (2)更高分辨率的局部应力场特征揭示了滇中次级块体东边界安宁河-则木河-小江断裂带为川滇及周边的大尺度一级构造应力分界带。东边界以东地区力源主要来源于菲律宾海板块对我国大陆的作用;东边界以西地区则主要受印度板块对欧亚大陆碰撞挤压作用的影响。 (3)除作为一级构造应力分界带外,安宁河-则木河-小江断裂带上局部应力场特征迥异。安宁河-则木河断裂带上最大主压应力轴呈高倾角分布,小江断裂带上最大主压应力轴缓倾角分布,这种应力场的分段性可能是由断裂活动引起的介质变化对局部应力场的影响。此外,则木河断裂带和红河断裂带北段的最大主压应力方向发生转换,可能分别为川滇块体东西边界上两处应力转换区域。 (4)丽江-小金河断裂带是川滇菱形块体内部的构造应力场分界带,且该断裂带中段和南段构造应力场特征并不相同。我们推测这种不同的特征是丽江-小金河断裂带对青藏高原物质逃逸作用的抵挡和屏蔽的体现。青藏高原物质的逃逸作用可能在丽江-小金河断裂带被分解为两部分,一部分由丽江-小金河断裂带中段传递到滇中次级块体内部,使得滇中次级块体向SE向滑移,另一部分由丽江-小金河断裂带南段传递到保山次级块体内部。本论文滇西地区的应力场特征分析表明,后一部分作用可能在滇西腾冲-龙陵一带减弱,未及缅甸板块的拖曳作用显著。 (5)震源深度分布特征表明,川滇块体及周边地震震源深度几乎全部分布于15km的中上地壳内,优势分布于5~15km范围,揭示出川滇块体地壳脆性孕震层约位于5~15km的中上地壳。


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