杜研巖 周志廣 郭 銳

1 概述

所謂區(qū)域現(xiàn)代構造應力場就是指新生代以來,在某一地區(qū)現(xiàn)今地殼中仍在活動的應力場。研究構造應力場,不僅在于探索應力場與斷裂構造形態(tài)特征的關系,更重要的是認識地塊中具有成生聯(lián)系的構造形跡之間的組合類型、排列規(guī)律以及分布關系,從根本上認識某一地區(qū)構造運動發(fā)生、發(fā)展的轉化規(guī)律。

2 區(qū)域現(xiàn)代地震震源機制解

震源機制解是指震源區(qū)地震發(fā)生時的力學過程。一般采用各種震源模型(點源模型和非點源模型)進行分析,在分析求解后,提供兩組力學參數(shù):一組為斷層面走向、傾向和傾角;另一組為最大主應力軸和中等主應力軸的方位和產(chǎn)狀。

據(jù)我國境內 150次地震震源機制解,P波初動符號項資料確定結果表明,大多數(shù)主壓應力軸(P軸)和主張應力都近于水平,中等應力軸近于直立。我國以 SN向地震帶為界,可將大陸最大主應力方向分布分成東、西兩部分:東部以近 EW向為主,東北地區(qū)為NEE-SWW向,華北地區(qū)以NWW-NEE向為主,華南地區(qū)在不同深度上最大主壓應力方向變化相對不穩(wěn)定,多出現(xiàn)NE-SW, NW-SE向地應力;西部近SN向的最大主壓應力占有一定的優(yōu)勢,其在西南地區(qū)較為明顯,而在西北地區(qū)則以NE-SW,NW-SE向地應力為主。

根據(jù)吉林省地震局布置在長春、吉林、四平、通化、磐石、敦化等地的地震臺自 1990年以來記錄到的小震P波初動數(shù)據(jù),康力等人給出了這 6個地區(qū)的單臺小震綜合斷層面解(見表 1)。另外,張樹林又分析整理了自 1960年以來前人所作的研究區(qū)及其鄰區(qū)地震震源機制解(見表2)。

由小震綜合斷層面解和地震震源機制解分析可知:研究區(qū)及其鄰區(qū)的兩個主應力軸取向相對穩(wěn)定,仰角變化不大,各處所在區(qū)域應力場相差不大。主壓應力軸 P方位在 54°～96°或 241°～275°之間,P軸優(yōu)勢方向為NEE-EW向,仰角大部分小于45°,整體上主壓應力以NEE方向為主;主張應力軸T方位在115°～177°或 296°～357°之間,T軸優(yōu)勢方向為 NNW向,除通化地區(qū)外,其他地區(qū)仰角都小于 45°,多在 7°～44°之間。由此可見,各地區(qū)地震震源類型主要為走滑、近走滑型斷層和帶有走滑分量的逆斷層,其中通化地區(qū)地震震源類型為帶有走滑分量的逆斷層。

表1 研究區(qū)及其鄰區(qū)各單臺小震綜合斷層面解

5 結語

表2 研究區(qū)及其鄰區(qū)地震震源機制解

3 地震等震線

本文收集了研究區(qū)及其鄰區(qū) 1960年以來12次地震等震線資料(見表 3)。雖然等震線資料有限,且震級差別也較大,但等震線極震區(qū)長軸方位比較集中,長軸方位主要分布在NE和NW兩組方向,即地震破裂面具有NE和NW兩組方位,這與工作區(qū)地震震源機制解中兩個節(jié)面走向優(yōu)勢方位一致(見圖1)。

表3 地震極震區(qū)等震線長軸方位表

4 區(qū)域現(xiàn)代構造應力狀態(tài)及地應力場

從宏觀上看,本區(qū)位于太平洋板塊俯沖帶內側的東北大陸地塊,自新生代以來一直受到太平洋板塊從NEE60°～NEE70°向南西西擠壓,同時日本海擴張帶從南東向北西擠壓,而在區(qū)域上顯示為近東西向擠壓,這與地質力學所述的受力方式一致。在這種區(qū)域性地應力場作用下,區(qū)內 NNE向斷裂構成了主體構造,而 NWW向斷裂次之。

由震源機制解與等震線長軸方向結果表明,本區(qū)處于中國東部地區(qū)統(tǒng)一應力場中,表現(xiàn)出以NEE-EW向的主壓應力和NWNNW向的主張應力為特點的區(qū)域應力場特征,該應力場控制著區(qū)內的中小型地震活動。區(qū)內最大主壓應力隨深度變化不大,與其他地區(qū)相比,較為穩(wěn)定。

區(qū)內地應力實測資料較少,自 20世紀 60年代以來,主要是在研究區(qū)鄰近地區(qū)部分礦山、水電站和活動斷層或強烈地震區(qū)等一些地方進行了一些地應力實測活動,部分地應力實測數(shù)據(jù)見表 4。從表 4的前部分可以看出,本地區(qū)最大主應力隨深度變化不大,較為穩(wěn)定。綜合吳滿路、張順等分別利用應力解除法和水致壓裂法在黑龍江荒溝蓄能電站樞紐區(qū)和頭臺油田各個測點測量的地應力結果(見表 4),研究區(qū)地應力場與中國東部地區(qū)一樣,其主導方向均為NEE至近于EW向。

表4 鄰近地區(qū)地應力實測數(shù)據(jù)表

1)研究區(qū)及其鄰區(qū)的兩個主應力軸取向相對穩(wěn)定,仰角變化不大,各處所在區(qū)域應力場相差不大。

2)各地區(qū)地震震源類型主要為走滑、近走滑型斷層和帶有走滑分量的逆斷層,其中通化地區(qū)地震震源類型為帶有走滑分量的逆斷層。

3)本地區(qū)最大主應力隨深度變化不大,較為穩(wěn)定。

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