华北地区构造应力场研究

开滦矿区唐山矿构造特征及成因演化唐鑫;朱炎铭;赵少磊;史乾【摘要】开滦矿区唐山矿位于开平向斜北西翼，隶属燕山南麓赋煤构造带，由北向南依次发育 FI、FII、FIII、FIV、FV主断层，地质构造复杂，控制了井田构造格局。

基于钻孔和矿井地质资料，以构造规律解析为基础，结合平衡剖面技术，探讨了唐山矿现今构造特征及构造演化期次。

研究结果显示：唐山矿主体构造形成于燕山期NW–SE向的挤压应力作用，动力来源为库拉–太平洋板块与欧亚大陆的相互挤压作用；喜马拉雅期，由于库拉–太平洋板块淹没于欧亚大陆之下，唐山矿受到NW–SE 向的拉张应力作用，形成了一系列小型正断层，并导致 FI逆断层发生构造反转而变为正断层；利用平衡剖面技术恢复了唐山矿构造演化过程，得到唐山矿地层缩短率为27.3%。

%Located in the northern west wing of Kaiping syncline, Tangshan mine belongs to the south coal struc-tural belt of Yanshan. In Tangshan mine field the main faults FI,FII,FIII,FIV and FV were developed from north to south, and the geological structure is complex. It also controls the mine tectonic framework. Based on the structure rule, combined with balanced section technique,the paper mainly discusses the current tectonic characteristics and tectonic evolution stage of Tangshan mine on the basis of the drilling and mine geological data. The research find-ings show:(1) The main structure of Tangshan mine has been affected by the NW-SE extrusion stress of Yansha-nian, and the power source has been the compression of Kula Pacific plate and Eurasia. During Kula Himalayan period, because of the Pacific plate submerged beneath the Eurasia, in Tangshan mine effected by the NW-SE ten-sile stress, a series ofsmall faults were formed and led to FI thrust tectonic inversion phenomenon turned into a normal fault. (2) This paper restores the tectonic evolution process of Tangshan mine by balanced section technique and acquires 27.3%shortening rate of Tangshan mine strata.【期刊名称】《煤田地质与勘探》【年(卷),期】2015(000)001【总页数】6页(P1-6)【关键词】唐山矿;构造特征;平衡剖面;成因演化【作者】唐鑫;朱炎铭;赵少磊;史乾【作者单位】中国矿业大学资源学院，江苏徐州221008;中国矿业大学资源学院，江苏徐州 221008; 中国矿业大学煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室，江苏徐州 221008;中国矿业大学资源学院，江苏徐州 221008;陕西煤业化工技术研究院，陕西西安 710065【正文语种】中文【中图分类】P618.11唐山矿作为开滦集团的主力开采井田之一，受静态特征和现今构造面貌影响，导致其地质构造变形复杂，井田断层多。

浅谈地应力与地震的关系摘要:地应力测量是现今构造应力场研究的一个重要手段,可为地震成因和地震预报的研究提供重要的基础资料。

本文通过简单的概况和实例资料简要的阐述了地应力与地震的关系,初步分析震前地应力变化的特征,并提出地应力的测量方法以及地应力相对值测量结果在地震研究工作中的应用。

关键词：地应力异常；地应力变化特征；地应力的测量；地震预报一、概况及实例资料沈阳、锦州、大连站于1974年1月至1975年1月,各自形成250一300天的大幅度地应力趋势异常（图1）。

据华北地区各站地应力趋势异常主应力方向交汇,预测的震中区在营口一带或唐山及其沿海或邢台地区（图2）。

唐山站于1974年12月至1975年1月,出现大幅度地应力跳动异常（图3）。

海城地震前,地质力学研究所于1975年1月23日正式提出短临预报：“1975年1月30日或2月13日前后，在（图2）所示地区,可能发生5级左右地震。

”图 1 海城地震地应力趋势异常图图2 海城地震前地应力异常主应力方向交汇震中图图3 唐山站海域地震前地应力跳动异常曲线图二、震前地应力变化特征从电感法地应力相对值测量结果中,科学家发现地应力可以出现一个数年加强（电感测值的降低反映压应力的加大）到恢复的过程,此类变化称之为地应力长趋势异常。

例如北京市镇罗营台地应力电感曲线从1973年出现下降,并在地应力大幅波动（即地应力趋势异常）后发生了海城、唐山大震,震后，1977一1978年恢复到1973年的测值水平。

科学家还发现一些地应力的大幅波动,或在地应力长趋势异常变化背景上的一些附加地应力变化,是由于“震前震源应力场”的变化所引起,其表现形式及特征如下：1、震前震源应力场的两类表现一是地应力趋势（负、正）异常——在地应力电感曲线上,往往表现为“凹兜”或“鼓包”的形式。

异常持续时间可以从十几天、几个月到一年多。

地震多在异常完成后数天、半个月以至数月发生。

这类异常是1966年邢台地震之后,在李四光教授主持下总结出来的。

利用EGM2008地球重力场模型研究川西地区水平构造应力场毛经伦;李辉;祝意青;李忠亚【摘要】利用EGM2008地球重力场模型数据计算川西地区的水平构造应力场.结果显示,采用重力场数据可以快速获得水平构造应力场图像;龙门山断裂带及鲜水河-安宁河断裂带水平构造应力聚集程度较高,构造应力值较大,反映出这些地区地质构造运动活跃;水平构造应力方向从巴颜喀拉块体到华南地块再到川滇块体呈现顺时针方向旋转;构造应力场随着深度的增加呈逐渐减小的趋势,地震活动频率也相应降低;构造应力场等值线密集区构造运动活跃、地震活动频发,表明地震活动与构造应力聚集分布存在一定的对应关系.【期刊名称】《大地测量与地球动力学》【年(卷),期】2019(039)003【总页数】6页(P307-312)【关键词】EGM2008;重力场;构造应力场;川西地区【作者】毛经伦;李辉;祝意青;李忠亚【作者单位】中国地震局地震研究所地震大地测量重点实验室,武汉市洪山侧路40号,430071;中国地震局第二监测中心,西安市西影路316号,710054;中国地震局地震研究所地震大地测量重点实验室,武汉市洪山侧路40号,430071;中国地震局第二监测中心,西安市西影路316号,710054;中国地震局地震研究所地震大地测量重点实验室,武汉市洪山侧路40号,430071【正文语种】中文【中图分类】P312地球重力场研究是间接研究构造应力场的有效方法[1-6]。

国内学者研究建立重力异常及垂线偏差转换水平构造应力场的方法[2]，计算出不同区域的水平构造应力场[2-4]；提出动态重力场转换动态水平构造应力场的理论方法[5]；运用有限元求解华北地区重力势能差产生的水平构造应力[6]。

研究表明，通过地应力、静岩应力、构造应力的内在联系可以实现地球重力场数据向应力场数据的转换[3]。

包含龙门山断裂带、鲜水河-安宁河断裂带等区域的川西地区，是研究青藏高原向东南扩展变形及其与华南地块相互作用的关键地带，也是探讨汶川MS8.0地震和芦山MS7.0地震构造变形机制、开展地震风险评估的关键地域[7-8]。

第3章城市区域地壳稳定性评价一、区域地壳稳定性因素二、区域地壳活动深部构造特征三、区域现代地壳活动性特点四、区域断裂活动特征五、区域地震活动规律及特征六、区域构造应力场特征七、区域地壳稳定性分级（区）及评价•区域地壳稳定性：岩石壳内，正在进行的地质、地球物理作用对地壳表层及工程建筑安全的影响程度，即是在地球内动力作用下地壳形变、断裂位错形成的地质灾害影响人类和工程建筑的安全程度。

•城市区域地壳稳定性：在地壳内动力作用下，城市所处区域由于现代地壳变形、断裂活动、地震活动、岩浆及火山活动等影响下，地壳相对稳定程度以及对城市工程建筑的影响程度。

一、区域地壳稳定性因素•1. 地壳结构和组成•2. 地壳的动力条件•3. 现代地应力场•4. 现代地壳变形•5. 活动断裂•6. 地震活动•7. 火山活动•1. 地壳结构和组成•地壳厚度、组成、分布及变化情况以及深大断裂及其分布、活动性等•2. 地壳的动力条件•地球重力场的变化，如重力梯度带、布格异常变化带、地热场的变化—高热流值带以及压强变化等。

•地球的重力场是重力势的梯度，可以通过重力测量、天文大地测量和观测人造地球卫星轨道的扰动来求得。

由于重力均衡作用，重力场可以反映地幔以及地壳、地幔边界的起伏状况，称之为地壳均衡。

•地球重力场：地球上由于物质密度各处存在差异，使得地球重力场并不均匀。

NASA“葛雷斯”重力探测卫星得出的地球重力分布图，红色代表高重力区域，蓝色则代表低重力区。

地热场•火山、热泉以及成矿热流体都表明地热是客观存在的。

地热的分布是不均匀的，不同地区、不同深度的温度存在明显差异，研究认为：板块运动、地震，还有高山的隆升等等都是由地热的差异引起的。

•地热是由放射性元素衰变放热形成的，主要通过传导和对流扩散的方式向外传递，在此过程中出现矿物相转变、地幔对流、岩浆喷发等地质作用。

•3. 现代地应力场（构造应力场）•现代应力场特征、最大主应力、最小主应力及剪应力的分布、大小、方位变化等。

定义翁文灝（Wong，1926,1927,1929）最早命名的燕山运动，是指发生在华北燕山地区中晚侏罗世期的重大构造事；中-晚侏罗世初期(165±5 Ma)东亚多板块拼贴运动学发生重大调整, 构造体制发生重大转换, 启动了以中朝地块为中心、来自北、东、南西不同板块向东亚大陆“多向汇聚”的构造新体制, 形成以陆内俯冲和陆内造山为特征的东亚汇聚构造体系。

同时大陆地壳岩石圈发生显著增厚, 并紧随早白垩世以剧烈的大陆岩石圈伸展和火山-岩浆活动为特征的岩石圈巨量减薄和克拉通破坏, 导致燕辽生物群灭绝和热河生物群兴盛的重大生物群更替, 成为中国大陆和东亚重大构造变革事件, 这是燕山运动的基本内涵。

[1]发生时间关于燕山运动发生的时限,张宏仁（1998）曾以《燕山事件》为题发表了一篇文章，认为燕山运动源于一次强烈的构造事件，其发生事件采纳了翁文灝最初定义的界面，即九龙山组和髫髻山组之间的不整合面所代表的时间。

[2]赵越等(2004)根据中侏罗世日本海沟增生楔和东亚火山弧的出现, 认为作为燕山运动主幕构造转换时代为中侏罗世。

龙门组砾岩含有元古界砾石的事实说明，在龙门组最下面一层砾岩沉积之前，极强烈的断块运动已经发生，不整合面应该在龙门组之下。

另一方面，上、下窑坡组含煤组及相应时代的地层在华北广泛分布，直到煤系地层的顶部，未发现有北东向断块活动的破坏，断块活动应发生在上窑坡组之后，代表燕山运动起始发生的界面不是原来翁文灝提出的侏罗系九龙山祖和髫髻山组之间，而是在门头沟煤系或上窑坡组与龙门组之间[2]。

任纪舜等(1999)以张家口组火山岩系喷发之前约145±5 Ma 作为中国东部构造体制转换时期。

牛宝贵等(Niuetal. , 2004)在张家口火山岩底部获得锆石U-Pb SHRIMP 年龄, 将135 Ma 定为从挤压构造体制向伸展构造体制转换时间。

[1]成因崔盛芹等(1999 , 2002)提出印支运动与燕山运动之间连续性的观点, 认为自印支运动开始，濒太平洋构造带的活动性加强, 到燕山期达到高潮, 将印支运动视为燕山运动的前奏。

山西地堑系现今构造应力场的三维数值模拟李清武【摘要】利用ANSYS数值模拟软件运用有限法模拟了山西地堑系现今构造应力场的分布特征.模型的构建主要基于山西地堑系精细的三维地震数据体及接近真实的地质情况.根据模拟结果,定量的分析了山西地堑系第一主应力、第三主应力及应力强度的分布特征,得出以下认识:①山西地堑系内盆地主要受张应力控制,盆地边缘地壳应力值较大,尤以大同盆地和太原盆地比较突出;②地堑系内NE向断裂主要受压应力控制,而NW向断裂主要受张应力控制;③在大同盆地中南侧的六陵山山前断裂受到挤压应力值非常大,岩石易发生挤压破碎发生地震,应该重点观测.【期刊名称】《内蒙古石油化工》【年(卷),期】2015(000)007【总页数】4页(P18-21)【关键词】山西地堑;构造应力场;数值模拟【作者】李清武【作者单位】中国海洋大学海洋地球科学学院,山东青岛266100【正文语种】中文【中图分类】P315.8山西地堑系是华北地区西部的一条活动断裂带，也是我国著名的强震集中带，以强度大、频度高、破坏性强为显著特征［1］。

地震是构造运动过程中的一种突变现象，是岩石所受力达到其屈服强度所产生的破坏结果。

因此研究地壳应力场特征对认识和预测地震具有重要的指导意义。

图1 山西地堑活动断裂和地震分布特征关于山西地堑系现今构造应力场的研究前人业已做了大量的研究工作，例如梁海庆等［2］利用山西地堑系及邻近地区的九个点的原地应力测量数据，得出区域各个盆地的现今受力特征;瞿伟等［3］利用GPS观测资料分析山西地堑系内部地壳运动的细节特征，剖析了地壳变形的动力学机制，解释了地堑系内形变异常区的成因等。

目前，利用有限元数值模拟方法来研究山西地堑系构造应力场特征的研究成果较少，主要有:罗焕炎等［4］利用山西断陷盆地带的各种地质、地球物理资料的基础上，利用三维粘-弹-塑性有限单元方法对该断陷的形成机制进行了数值模拟研究;安美建等［5］于1998年利用综合震源机制解和原地应力测量资料建立模型，通过利用遗传有限单元反演法，对山西地区构造应力场观测数据进行了拟合反演运算，对构造应力场和地块间的边界作用做了相应的分析等研究。

深切河谷应力场分布特征研究郑小燕;甘玉叶【摘要】利用数值模拟分析软件,研究了构造应力及卸荷带存在情况下深切河谷应力场分布特征及应力场分带标准.结果表明:1)结合初始应力场特征,可自自重应力与构造应力角度提出应力场分区标准.2)对于无卸荷带的均质弹性边坡,无构造应力作用时,可分为应力释放及应力平稳2个区.有构造应力作用时,可分为应力集中及应力平稳2个区.3)对于存在卸荷带的边坡,则从坡表到坡里可分为应力降低区、应力升高区及应力平稳区3个区.4)由于构造应力场的存在,使得河谷内应力集中的水平明显提高,集中的范围明显变大.5)随着卸荷带厚度的增加,应力集中区向坡体内部相应移动.%Using the numerical simulation software, the stresses field and grade standard to stress of a high valley slope with tectonic stress and unloading district are presented. Conclusions can be drawn as follows: 1) the stress field could be classified from self-weight stress and tectonic stress, combining with the in-situ stress field characteristic. 2) the homogeneous elastic slope without unloading district could be classified into two zones as the stress-releasing zone and the stress - stable zone from surface to inside without tectonic stress, stress-concentrating zone and stress-stable zone with tectonic stress. 3) the slope with unloading district could be classified into three zones as the stress-releasing zone, stress-concentrating zone and the stress - stable zone from surface to inside. 4 ) the stress concentrating zone and value would be increasing with tectonic stress increasing. 5 ) the stress concentrating zone transfers into the slope inside with the depth of unloading increasing.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2012(012)021【总页数】5页(P5366-5370)【关键词】河谷;应力场;卸荷带;划分标准【作者】郑小燕;甘玉叶【作者单位】北京市地质工程勘察院,北京100048;北京岩土工程勘察院, 北京100083【正文语种】中文【中图分类】TU432;TV223.32我国是世界上水能资源最为丰富的国家，但可开发的大部分水资源主要集中于西南、西北的高山峡谷区。

第21卷　第4期地　震　学　报Vol.21,No.4 1999年7月　(354～360)ACT A SEISM OLOGICA SIN ICA Jul.,1999　由震源机制解反演中国大陆现代构造应力场杜兴信　邵辉成(中国西安710068陕西省地震局)摘要　使用1920～1996年的震源机制资料,分区反演了中国现代构造应力场.结果表明,最大主压应力e1轴在西藏高原和中国西部成近南北向,华北成近东西向.在中国中部,e1轴在北段成北北东-南南西向,中部成近东西向,南部成北北西-南南东向.最小主压应力e3轴水平投影除在中国西部与e1轴为斜交外,大多数地方为正交.中等主应力e2相对大小R值在西藏高原最低,为0.10～0.30,并很快地向东北过渡到0.60～0.90高值区.实测和反演的断层破裂面多分成共轭的两组.结合主应力方向和R值,把中国构造运动特征分为7类.断裂类型大多数为具有中等R值的走滑型,主要分布在华北和中国东部以及西藏高原内部;少数为逆断型,分布在中国西部和西藏高原北缘.正断层分布在西藏高原的南缘,相应R值也较小.关键词 震源机制　平均应力场　应力方向　构造运动特征引言近一二十年发展起来的区域应力场反演,提供了研究区域平均应力场的重要方法(Ang elier,1979;Ellswo rth,1981;许忠淮,戈树谟,1984).由于它使用的是多个断层面而不是单个断层作反演资料,因而能去除局部介质的不均匀性,突出区域应力场信息,较单个地震更能代表应力分析结果.此外,这种方法还能计算出中等主应力相对大小R值[(e2-e1)/(e3-e1)],在一定程度上给出了应力的量值.这里,e1,e2和e3分别为最大、中等和最小主应力.最初的区域应力场反演使用的是滑动矢量法(Ellsw o rth,1981),利用的资料仅限于野外的地质断层面和断层面上的擦痕,多数地震资料因不知哪个震源机制解节面是断层面而不能作为原始数据使用.为充分利用地震资料,一些学者通过定义断层面,使得可以利用任意震源机制解确定平均应力场.如Gephar t和Forsyth(1984)定义:当两个节面围绕任一轴旋转,以达到对某一给定应力理论剪应力方向与滑动方向一致时,转角较小的节面为断层面.换言之,由该方法可同时确定平均应力场和理论断层面.本文首先利用具有已知断层面的地震资料研究中国平均应力场,然后利用震源机制资中国地震局95-04-04-02-03课题资助.1998-10-19收到初稿,1999-02-02收到修改稿并决定采用.料研究中国平均应力场.对于第1种情况,我们直接使用Ellswo rth (1981)的区域应力场反演方法;对于第2种情况,我们先由Gephar t 和Fo rsy th (1984)方法确定理论断层面,然后应用确定的理论断层面,使用Ellsw or th(1981)区域应力场反演方法研究平均应力场.中国被分成若干大小相等的子区域,每个子区域的平均应力场通过上述方法得到,从而获得整个中国的主应力场方向、R 值和断层破裂面方向等分布的特征,以及由这些因素组合反映的中国现代构造应力场特征.1　区域平均应力场反演方法简述区域应力场反演是根据下述假设进行的,即在研究区内应力场是均匀的,并且对于每一个断层面来说,滑动矢量是与计算的剪切应力方向同向的.Ellsw or th(1981)的区域应力场反演方法原理是,假设存在m 个具有不同走向的断层面,作用在其中第i 个断层面上的作用力是f i =S n i(1)作用在断层面上的剪切应力为τi =f i -f n i n i(2)这里,f n i =f i ·n i ,S 是应力张量,n i 是断层面上的法向单位矢量.目的是寻找一个适当的应力张量S ,使其作用在每个断层面上的剪切应力f i 和断层面上的滑动矢量u i 夹角T i 尽可能地小.换言之,使Q =∑mi =1cos Ti(3)达到极大.由于该问题是非线性的,改用下式线性问题代替之:Q =∑mi =1f2ui-∑mi =1f 2b i(4)这里,f u i 和f b i 分别为u i 方向和u i ×n i 方向的f i 分量.Gephart 和Fo rsy th (1984)的区域应力场反演方法由两步组成:第1步用格点法搜寻由R 值及3个欧勒角构成的应力张量,该张量满足R =(e2-e 1)/(e 3-e 1)=-(B 13 B 23)/(B 12 B 22)(5)另外,为避免出现τi 和u i 夹角接近180°的解,还需要考虑u i τi >0(6)这里,B ij 是直角坐标下的两个矢量集余弦夹角.其中一个矢量与主应力方向有关,另一个与断层面参数有关.对于每一个震源机制节面作围绕3个轴的旋转.这3个轴分别与n ,u ×n 和u 的方向平行.每次旋转都使u 和理论上的τ最终达到方向一致.取3个旋转轴中转角最小的为结果.比较两个节面旋转角,其中转角较小且满足式(6)的节面被认为是断层破裂面.对所有地震旋转角求和,以旋转角和最小对应的应力张量为要寻找的区域平均应力场.由于格点计算耗时大,因此步长不能取得太小,因而计算精度较低.为此,只将其作为近似解,且以求出的平均应力场解和断层面结果作为初值,第二步继续用Ang elier (1979)的微分法求精确平均应力场解.由上可见,Ellswo rth (1981)的平均应力场反演方法,事先需知道震源机制解中哪个节3554期 杜兴信等:由震源机制解反演中国大陆现代构造应力场 面是断层面或已知一组地质断层面及其上的滑动矢量方向,而Gephar t 和Forsyth (1984)的平均应力场反演方法可利用任何震源机制解资料.2　由已知断层面确定的应力场总共有334次地震,可由等震线长轴方向或宏观调查资料确定其断层面(中国地震年鉴编委会,1983～1994;张诚等,1990).这些地震大多数震级大于5级.经纬度空间滑动统一取步长2°,窗长5°.这样的取法既可保证较高的分区精度,又可使区内有较多地震可利用.反演遵循Ellswo rth (1981)的区域应力场反演方法.对那些T >80°的地震都予以摈弃,同时对达不到6个样本的区域也不作计算.根据这种取舍原则,共有81个区域获得有意义的计算结果.图1示出e 1和e 3轴方向的分布.有意义的结果主要分布在3个地区:一个是夹于98°E 和106°E 之间的中国中部,其范围大致相当于中国的南北地震带;第2个是华北北部;第3个是中国西部(新疆地区).e 1轴在第2区和第3区分布较规则.在华北,e 1成北东东至近东西向;在中国西部,e 1成近南北向;在中国中部,e 1方向变化较大,在其北段成北北东向,中段成近东西向,南段成北北西向.通常,e 3与e 1水平投影垂直,但在中国西部,二者变为斜交甚至平行.图1　由已知断层面反演的e 1(实线)和e 3(虚线)轴方向示意图R 值在中国中部北段最高,多数大于0.60;在华北和中国中部南段西部一般小于0.50;在中国西部和中国中部的东半部一般为0.50～0.60(图2).断层面的主导走向在华北由西向东逐渐由北东向变为北西向,在华北中部为北东和北西向共轭分布.在中国中部,优势断层面走向在西半部为北西和南北向,在东半部为北东和东西向.在中国西部断层面优势走向北边为近东西向,南边为北东和北西向共轭分布.356 地 震 学 报 21卷图2　由已知断层面反演的R 值分布示意图3　由震源机制节面反演的应力场总共有885个震源机制被用来反演区域应力场(张诚等,1990;中国地震年鉴编委会,1983～1994).这些地震大多数发生在1960～1990年,震级范围为4～7级,它们覆盖了几乎所有中国地震带.震源机制在使用前大多进行了正确性检验.图3　由震源机制反演的e 1(实线)和e 3(虚线)轴方向示意图3574期 杜兴信等:由震源机制解反演中国大陆现代构造应力场 经纬度统一取窗长、步长2°,顺序扫描整个中国.这里,第1步由Gephar t 和Fo rsy th (1984)的反演法确定出理论断层面,第二步用获得的断层面参数和滑动矢量代入Ellsw or th(1981)的计算公式求出平均应力场.按前面的取舍原则,最后有123个空间单元保留平均应力场.有关结果分别示于图3和图 4.e 1和e 3轴方向分布特点类似于上节直接用断层面确定的结果(图3).其一方面则表明这里的分析方法是正确的;另一方面则表明,由于这里运用的地震资料较多,因而,显示出更全面更详细的中国现代构造应力场分布特点.图4清晰地揭示出e 1轴在西藏高原成南北方向,在华南成北北西方向,且e 1和e 3轴水平投影大致垂直.而在用断层面资料反演应力场时,由于资料不足没有这两个地区的结果.R 值在中国中部北段仍呈现出一个高值,为0.6～0.9.整个西藏高原表现为一个低值区,其绝大多数小于0.30.在华北和中国中部南段,R 值在0.4～0.5之间;在中国西部,R 值为0.50～0.65;华南的计算结果较少,R 值变化在0.23到0.76之间(图4).理论的断层面走向特点基本同上节,但许多没有明显的主导方向,这可能是由于小地震较多,致使规律较复杂的缘故.图4　由震源机制反演的R 值分布示意图4　构造运动特征聚类分析通常的构造运动特征分类只考虑应力的方向信息.由于本研究得出了反映中等主应力相对大小的R 值,这里也将其作为参数加入聚类分析.这样,共有e 1和e 3走向、仰角以及R 值等5个类别属性参数.对用反演断层面计算的平均应力场聚类分析结果见表1.表1中下标a 和p 分别表示应力轴的方位和仰角.为清楚显示应力特征,表中还给出了e 2的方位和仰角.由表1可见,e 1的仰角大多小于25°,表明在中国最大主应力基本是水平的.第4类的358 地 震 学 报 21卷e 1非常陡立(仰角79°),e2和e 3水平,代表一个正断层.这种断层在地理上主要分布于西藏高原的南缘.第3,6和7类的e 3仰角均大于70°,而e 1和e 2接近水平,反映了逆断层的特点.它们主要分布于中国西部和西藏高原东北部.第5类几乎占据了整个华北,第2类分布在中国中部的南段和华南,第1类分布在西藏高原内部和中国中部的中段,它们均有较小的e 1和e 3仰角和较陡的e 2仰角,显示出走滑性质(图5).第4类的R 值很小,只有0.27,表明e 2接近于e 1,或者e 3与e 1相差很大,后者是造成剪切破裂的重要原因,可能是喜马拉雅山强烈上隆致使e 1增大的缘故.第6类R 值接近于1,达0.71.表明e 2接近于e 3,最大主压应力e 1接近水平,其一般是由构造运动引起的.表明该区是构造运动最活跃的地区.表1　用反演断层面计算的平均应力场分类特征类别R e 1a /(°)e 1p /(°)e 3a /(°)e 3p /(°)e 2a /(°)e 2p /(°)No 10.40332212611241653620.531346459258792230.42211540742895540.271297994736550.4574101647289783860.711208133712941070.4916371197725494图5　由震源机制反演的构造运动特征分布示意图5　结论无论用已知断层面的断层面解和用未知断层面的震源机制资料反演的中国现代构造应力场,都表现出在空间上有规律分布的特点.在中国西部,e1走向成南北向,R 值为0.50～0.60,断层多为逆断层;在华北,e 1成近北东东向,R 值为0.40～0.50,以走滑断层为3594期 杜兴信等:由震源机制解反演中国大陆现代构造应力场 主;在中国中部,e1轴在北段成北北东向,中段成近东西向,南段成北北西向.北段R 值高于0.60,南段低于0.50.大多断层为走滑断层;在西藏高原,e 1成近南北向,R 值较低,一般小于0.30,多数为走滑断层;在华南,e 1成北西向;在中国东部,e 1与e 3水平投影垂直,在中国西部与e 3斜交.正断层主要分布在西藏高原南缘.这些规律清楚地反映了太平洋板块、欧亚板块、印度洋板块和菲律宾板块对中国大陆的作用形式和作用范围.e 1轴方向沿西藏高原向四面辐射和在其东侧由南向北的有规律转向,表明西藏高原在印度洋板块的作用下向东北方向的挤压及其自身的顺时针旋转作用.R 值在西藏高原东北方向高达0.6以上,进入西藏高原后又迅速降低到小于0.30,其突变的物理意义尚待进一步研究.本研究表明,由多次小震节面推断的区域应力场,不仅获取的信息丰富,而且消除了局部介质不均匀因素的影响,能够较真实地反映区域应力场的平均特征.本研究得到中国地震局地球物理研究所许忠淮教授、美国D .I .Do ser 教授的帮助,在此表示衷心地感谢.参　考　文　献许忠淮,阎明,赵仲和.1983.由多个小地震推断的华北地区构造应力场的方向.地震学报,5(3):268～279许忠淮,戈澍谟.1984.用滑动方向拟合法反演富蕴地震断裂带应力场.地震学报,6(5):395～404张诚,曹新玲,曲克信,等.1990.中国地震震源机制.北京:学术书刊出版社,34～191中国地震年鉴编委会.1983～1994.中国地震年鉴.北京:地震出版社Angel ier J .1979.Determination of th e mean principal directions of s tress es for a given population.Tectonophysics ,56:17～26Ellsw orth W L .1981.A general th eory for determing th e state of stres s in th e earth from fault slip measu rements .Ter raCognita ,2(2):170～171Gephart J W ,Fors yth D W.1984.An imp roved meth od for determining th e regional stres s tensor using focal mechanismdata :application to the San Fernando earthquake s equ ence.J G eophys Res ,89(B11):9305～9320360 地 震 学 报 21卷。

河间构造地裂缝应力场二维剖面模型研究宋伟;关晓琳;马学军;王兵虎【摘要】华北平原是我国地裂缝发育较为密集的地区,河北沧州河间地裂缝具有典型构造影响特征.为分析沧州河间地裂缝发育特征、成因机制,通过求解平面应力问题的有限单元方法反演了沧州河间区域构造应力场,确定了最大主应力场和最大剪应力集中区,从而探索分析构造地裂缝的潜在危险区,建立了地裂缝二维剖面模型,计算分析河间地区区域构造应力场及区域应力集中区与地裂缝的对应关系.研究了二维状态下区域构造应力场的总体特征和规律以及活动断裂对地裂缝的成生、扩展和发育分布的控制关系.分析认为,河间地区地裂缝是由下伏基底延展变形及随之产生的断裂活动提供内动力使应力集中区域发育,具有构造型地裂缝的典型发育特征,是河间地裂缝形成及发展的主要因素.【期刊名称】《地质学刊》【年(卷),期】2018(042)002【总页数】7页(P298-304)【关键词】河间地裂缝;构造应力场;有限元模型;河北沧州【作者】宋伟;关晓琳;马学军;王兵虎【作者单位】中国地质调查局水文地质环境地质调查中心,河北保定071051;中国地质调查局水文地质环境地质调查中心,河北保定071051;中国地质调查局水文地质环境地质调查中心,河北保定071051;中国地质调查局水文地质环境地质调查中心,河北保定071051【正文语种】中文【中图分类】P628+.30 引言华北平原是我国地裂缝发育较为密集的地区，具有分布广、数量多、破坏力相对集中的特点(李昌存，2003)。

沧州是华北地裂缝分布较为密集的地区，对农业生产、工程建设、人民生活都造成了极大的影响。

与其他区域相比，沧州河间发育的地裂缝又具有自身的特征和规律。

前人关于地裂缝成因的研究，认为地下水开采造成地下水水位的下降是地裂缝形成的主要原因(邹继兴等，1994；刘金峰等，2001；王秀艳等，2006；刘志国等，2007)，沧州地区地下水超采情况严重，形成了规模较大的降落漏斗，造成区域性的地面沉降，地下水开采造成地下水水位下降是地裂缝形成的主要诱因之一(白永辉等，2005)。