師涵博, 萬永革,2, 張?jiān)?/p>

(1. 防災(zāi)科技學(xué)院, 河北 燕郊 065201; 2. 河北省地震動(dòng)力學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 河北 三河 065201;3. 甘肅省地震局, 甘肅 蘭州 730030)

0 引言

聊城—蘭考斷裂(下文簡稱為聊蘭斷裂)是一條區(qū)域性深、大隱伏斷裂帶,向下切割莫霍基底界面,構(gòu)造主體呈現(xiàn)NNE走向,斷裂構(gòu)造既有繼承性,也有在原有構(gòu)造基礎(chǔ)上改造后的特征,空間上具有比較強(qiáng)的分段性活動(dòng)特征,在不同位置和不同沉積期存在差異,斷裂南段活動(dòng)性整體強(qiáng)于斷裂北段,由南側(cè)向北側(cè)斷裂活動(dòng)性逐漸降低。河南范縣以及濮陽地區(qū)(聊蘭斷裂中部地區(qū))的地震活動(dòng)為許多學(xué)者所關(guān)注[1]。近年來,該地區(qū)地震活動(dòng)逐漸增強(qiáng),使得了解該區(qū)域的應(yīng)力場與斷層構(gòu)造之間的關(guān)系更為迫切。另外,該地區(qū)頻繁發(fā)生的中小地震為進(jìn)行區(qū)域應(yīng)力場分析和斷層構(gòu)造提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

構(gòu)造應(yīng)力場在地球動(dòng)力學(xué)研究中起著十分重要的作用,區(qū)域地殼應(yīng)力場及時(shí)空變化特征為深入了解構(gòu)造變形、地震機(jī)理及地震應(yīng)力的相互作用提供了可靠信息,由震源機(jī)制反演得到區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場是較為可行并普遍采用的途徑[2]。本文首先對搜集整理的研究區(qū)域震源機(jī)制解數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析并求出了總體震源機(jī)制,然后使用網(wǎng)格搜索法反演研究區(qū)應(yīng)力場,接著利用小震位置擬合出的斷層面參數(shù)判斷斷層面性質(zhì),并結(jié)合斷層節(jié)面上的正應(yīng)力和剪應(yīng)力分布情況對區(qū)域震源機(jī)制和應(yīng)力場加以分析。

1 研究范圍和數(shù)據(jù)資料

1.1 研究區(qū)域特征

本文主要選取河南濮陽及范縣地區(qū)(35.20°～36.00°N,115.12°～115.80°E)為主要研究區(qū)域。此地區(qū)地形起伏不大,構(gòu)造較為復(fù)雜。此區(qū)域周邊斷裂帶走向大多為NE—SW向[3],地質(zhì)構(gòu)造主要有開封凹陷、內(nèi)黃隆起[1]、湯陰凹陷、太行山隆起、魯西隆起及滄縣隆起等[4-6]。

此次研究重點(diǎn)區(qū)域?yàn)榱奶m斷裂中段地區(qū)。聊蘭斷裂帶是一條被第四系掩蓋的隱伏斷裂帶,東有魯西隆起,西鄰太行山隆起及內(nèi)黃隆起區(qū),向北主要同臨清凹陷及滄縣隆起相接,南與東濮凹陷和開封凹陷相鄰。它大致呈NNE向延伸,全長270 km,是地幔隆起區(qū)、臨清凹陷的分界斷裂和地質(zhì)分界線,貫穿河南東部及山東西部地區(qū)。根據(jù)物探和鉆探資料,聊蘭斷裂走向N20°～40°E,傾向NW,其兩側(cè)奧陶系埋深相差達(dá)2 000～3 000 m。從該斷裂控制的地層來看,可能從晚侏羅世開始活動(dòng),白堊紀(jì)至早第三紀(jì)強(qiáng)烈活動(dòng),尤其在早第三紀(jì)時(shí)期最為活躍,從而成為控制華北平原下第三系沉積的邊界。新第三紀(jì)以來,該地區(qū)仍表現(xiàn)出強(qiáng)烈活動(dòng)性[7]。

近年來,該地區(qū)地震活動(dòng)出現(xiàn)兩次加速過程:第一次是1997年下半年至1999年上半年;第二次從2002年下半年一直持續(xù)至今,期間平靜期與活躍期相間,平靜期持續(xù)時(shí)間基本穩(wěn)定,約在200～300天[5]。因此研究該地區(qū)的活動(dòng)構(gòu)造特性和地殼應(yīng)力場的關(guān)系對該地區(qū)的地震危險(xiǎn)性評估有積極意義。

1.2 數(shù)據(jù)資料

本文數(shù)據(jù)資料搜集整理于孫晴等[6]和鄭培玲等[8]所做2008—2016年2.0≤ML≤4.4地震震源機(jī)制解數(shù)據(jù),其主要使用研究區(qū)周圍臺站所記錄的地震波形,用雙差定位法對地震進(jìn)行了重新定位,并采用Pg波初動(dòng)資料結(jié)合垂直向的Pg波與Sg波的最大振幅比資料[6]及CAP方法[8]獲得。由于兩人采用不同方法獲取的部分震源機(jī)制解來自于同一個(gè)地震,因此需要對所整理的數(shù)據(jù)按照最優(yōu)原則進(jìn)行取舍。

現(xiàn)對所獲得的震源機(jī)制解數(shù)據(jù)資料進(jìn)行整理分類,根據(jù)關(guān)鵬虎等[9]研究結(jié)果可知:當(dāng)ML<3.2時(shí),可用振幅比資料獲取震源機(jī)制解;而ML≥3.2時(shí),CAP方法是獲取可靠數(shù)據(jù)的理想選擇。因此,本文保留了ML≥3.2且使用CAP方法獲取的震源機(jī)制解數(shù)據(jù)。對于ML<3.2且有兩個(gè)震源機(jī)制解的地震,采用萬永革[10]所提方法來求出兩個(gè)震源機(jī)制的震源機(jī)制中心解以獲取可靠的震源機(jī)制解數(shù)據(jù)。利用以上方法最終獲得了46組震源機(jī)制解數(shù)據(jù),如表1所列,從中可以看出每個(gè)震源機(jī)制解的獲取方法以及壓應(yīng)力軸(P軸)以及拉張應(yīng)力軸(T軸)走向和傾角的大小等信息,其中B軸(N軸)的走向和傾伏角可由P、B、T軸兩兩相互垂直的關(guān)系[11]求得。

表1 聊蘭斷裂中段及其鄰區(qū)ML≥2.0地震震源機(jī)制解

續(xù)表1

2 分析震源機(jī)制數(shù)據(jù)

圖1為利用表1中的震源機(jī)制解數(shù)據(jù)繪制的聊蘭斷裂中段及其鄰近區(qū)域的震源機(jī)制解沙灘球分布圖,右側(cè)色標(biāo)尺對應(yīng)圖中不同顏色所示海拔的高低,單位為m。圖1中藍(lán)色沙灘球?yàn)槟鏀嘈驼鹪礄C(jī)制解、紅色沙灘球?yàn)檎龜嘈驼鹪礄C(jī)制解、綠色沙灘球?yàn)樽呋驼鹪礄C(jī)制解,沙灘球的大小表示相應(yīng)的震級范圍。從紅點(diǎn)的位置可以看出表1中46個(gè)地震在研究區(qū)域的分布情況。從圖1還可以看到研究區(qū)周圍存在的地質(zhì)構(gòu)造、具體地理位置和周圍鄰近城市分布以及各類震源機(jī)制解的情況。由于圖1中震源機(jī)制解的類型劃分范圍較廣,很難直觀判斷出研究區(qū)主要的震源機(jī)制解類型,所以要準(zhǔn)確獲得研究區(qū)應(yīng)力特征,需要對表1中的震源機(jī)制解進(jìn)行進(jìn)一步劃分與討論。

表2為Zoback[12]世界應(yīng)力圖的震源機(jī)制劃分標(biāo)準(zhǔn)。本研究按這種標(biāo)準(zhǔn)對表1所示震源機(jī)制解數(shù)據(jù)進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì),由此可以更好地看出各種震源機(jī)制解類型的數(shù)量比例關(guān)系,判斷出研究區(qū)主要的震源機(jī)制解類型。

圖2為利用表2分類標(biāo)準(zhǔn)對表1中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)的結(jié)果,橫軸代表震源機(jī)制解的類型,一共有6種?？v軸表示各類震源機(jī)制解的數(shù)量,該圖主要說明了研究區(qū)域震源機(jī)制解的類型以及數(shù)量情況:正斷型(NF)5個(gè)、正走滑型(NS)2個(gè)、走滑型(SS)12個(gè)、逆走滑型(TS)6個(gè)、逆斷型(TF)11個(gè)、不確定型(U)10個(gè),各占地震震源機(jī)制總數(shù)的11%、4.3%、26%、13%、24%、21.7%。該區(qū)域以走滑型震源機(jī)制為主,逆沖型震源機(jī)制次之,正斷型震源機(jī)制數(shù)量相對較少。結(jié)合相關(guān)資料[13]以及上述分析初步推測出聊蘭斷裂中段地區(qū)斷層可能表現(xiàn)為帶有逆沖分量的走滑斷層。

圖2 研究區(qū)震源機(jī)制解類型數(shù)量分布直方圖Fig.2 Histogram of the types and quantity distribution of focal mechanism solutions in the study area

為了進(jìn)一步確定研究區(qū)內(nèi)整體表現(xiàn)出的震源機(jī)制類型,需采用表1中的數(shù)據(jù)計(jì)算出每一個(gè)地震的地震矩及矩張量,然后將所有矩張量疊加求解整個(gè)區(qū)域地震所釋放的矩張量并轉(zhuǎn)化為該地區(qū)整體的震源機(jī)制來判斷總體震源機(jī)制類型。首先我們需要使用華北地區(qū)ML與MS震級之間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式[14]進(jìn)行震級轉(zhuǎn)換:

MS=1.13ML-1.08

(1)

式中:ML表示地方性震級;MS表示面波震級。然后使用萬永革等[15]研究得出的華北地區(qū)面波震級與地震矩的線性關(guān)系:

MS=algMO-b

(2)

式中:a=0.597 2±0.036 8,b=8.691 1±0.911 7;MO為地震矩,單位為dyn·cm;MS為面波震級。最后使用萬永革[11]所做程序結(jié)合利用面波震級得到的地震矩將所求的矩張量進(jìn)行疊加,從而得出研究區(qū)的總體震源機(jī)制。得到總體震源機(jī)制的斷層節(jié)面Ⅰ走向角為66°、傾角為46°、滑動(dòng)角為112°;節(jié)面Ⅱ走向角為215°、傾角為48°、滑動(dòng)角為68°。根據(jù)聊蘭斷裂中段的走向可知節(jié)面Ⅱ?qū)?yīng)于聊蘭斷裂的斷層面,并結(jié)合圖2所示結(jié)果分析可知研究區(qū)斷層狀態(tài)表現(xiàn)為帶有逆沖分量的走滑斷層。

為了直觀展示出表1中震源機(jī)制解數(shù)據(jù)包含的其他信息,現(xiàn)對其應(yīng)力軸方位數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖3所示?？梢钥闯鲅芯繀^(qū)壓應(yīng)力軸(P軸)方位在NNE—SSW向有明顯優(yōu)勢分布且傾伏角主要分布在小于20°范圍內(nèi);N軸(B軸)方位在NWW—SEE向分布明顯且傾伏角主要分布于40°左右的范圍內(nèi);拉張應(yīng)力軸(T軸)走向分布相對分散,主要在NWW—SEE向分布,在NEE—SWW向也有分布,傾伏角在30°方位左右集中分布。將以上傾伏角換算為傾角,對照表2所示的分類依據(jù)可以看出研究區(qū)震源機(jī)制解類型以逆走滑型和走滑型為主,這再一次論證了上文分析所得研究區(qū)斷層狀態(tài)表現(xiàn)為帶有逆沖分量的走滑斷層結(jié)果的可靠性。

圖中第一列三個(gè)圖一周的刻度表示地理方位,以右上角坐標(biāo)指示為基準(zhǔn);第二列三個(gè)圖一周的刻度表示應(yīng)力軸傾伏角的大小;沿半徑所示的刻度表示數(shù)據(jù)在該方向的統(tǒng)計(jì)個(gè)數(shù),圓外刻度為方位角或傾伏角,單位為度。圖3 研究區(qū)震源機(jī)制P、B、T軸參數(shù)歸一化統(tǒng)計(jì)圖Fig.3 Normalized statistical map of P,B,and T axis parame-ters of focal mechanism in the study area

3 應(yīng)力場以及斷層面參數(shù)的確定

3.1 區(qū)域應(yīng)力場參數(shù)的確定

圖4為采用萬永革等[16-17]的相關(guān)方法所得結(jié)果。該方法根據(jù)震源機(jī)制解數(shù)據(jù)求解應(yīng)力場方向和相對大小,采用了滑動(dòng)方向與剪切應(yīng)力的方向最為一致的準(zhǔn)則[11]。程序讀取搜索空間間隔和置信度、使用網(wǎng)格搜索法對應(yīng)力場進(jìn)行求解,求解結(jié)束后采用F檢驗(yàn)得到參數(shù)的置信區(qū)間[18]。

應(yīng)力形因子R值代表三個(gè)主應(yīng)力的比例關(guān)系,在一定程度上反映了中間應(yīng)力的相對大小。假定斷層面的滑動(dòng)方向由切應(yīng)力決定,或者垂直于滑動(dòng)方向的斷層面上剪切應(yīng)力為零,則應(yīng)力形因子R為:

(3)

式中:σ1代表主壓應(yīng)力值；σ2代表中間應(yīng)力值；σ3代表主張應(yīng)力值[19-20]。如圖4(a)所示R=0.8,將此結(jié)合代入式(3)可推斷出研究區(qū)中間應(yīng)力σ2與主張應(yīng)力σ3的大小更為接近。

圖4 區(qū)域應(yīng)力場參數(shù)及空間三維輻射花樣Fig.4 Regional stress field parameters and spatial three-dimensional radiation patterns

采用上述方法得到最優(yōu)壓軸走向角為13.57°、傾伏角為12.89°;中間軸走向角為274.00°、傾伏角為36.00°;張軸走向角為120.00°、傾伏角為51.05°;90%置信度下的壓軸走向角范圍為8.57°～17.57°、傾伏角范圍為9.68°～15.27°;中間軸走向角范圍為269.00°～278.00°、傾伏角范圍為23.00°～48.00°;張軸走向角范圍為115.70°～124.00°、傾伏角范圍為38.05°～63.05°;應(yīng)力分布在空間上表現(xiàn)如圖4(b)所示,水平面上的投影表現(xiàn)為NNE—SSW向的擠壓應(yīng)力以及NWW—SEE向的拉張應(yīng)力。這與圖3所示P軸在NNE—SSW向有明顯優(yōu)勢分布,T軸主要分布于NWW—SEE向等結(jié)論有較高的一致性。

3.2 斷層幾何及活動(dòng)特性

利用小震位置擬合斷層的方法主要是將模擬退火全局搜索法和高斯牛頓局部搜索法相結(jié)合。該方法不僅能在全局搜索最優(yōu)解,而且可以估計(jì)參數(shù)的誤差范圍,并在求得斷層面走向角和傾角等參數(shù)后還能根據(jù)區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場參數(shù)得到斷層面上滑動(dòng)角的估計(jì)[21-24]。利用上述方法擬合的結(jié)果如圖5所示。

在圖5(a)所示內(nèi)容為地震在地平面的分布及擬合出的斷層面,斷層面最上面兩個(gè)端點(diǎn)為AA′,從中可以看出所選中的地震與擬合斷層面的關(guān)系;圖5(b)為以斷層面為紙面表現(xiàn)出地震相對于斷層面的分布情況,從中可以看到大多數(shù)地震于斷層面范圍內(nèi)分布,說明此地區(qū)地震活動(dòng)有較強(qiáng)的區(qū)域性;圖5 (c)為沿?cái)鄬幼呦蚍较虻玫降卣鹪跀鄬用鎯蓚?cè)的分布情況,可以看出研究區(qū)地震大致均勻分布在斷層面兩側(cè),且地震震源深度以6～8 km為主;圖5(d)為按斷層傾向方向所得斷層兩邊地震距斷層距離的頻度分布圖,可以看出地震數(shù)量離斷層的距離類似于高斯分布,說明所選地震大多數(shù)分布在斷層面附近,得到的結(jié)果具有相當(dāng)可信度。

圖中DD表示斷層面在地面上沿傾向方向的投影兩端距斷層的距離；SD表示斷層面在地面上沿走向方向的投影兩端距斷層中點(diǎn)的距離；D表示地震震源深度；DF表示斷層兩邊地震距斷層的距離；F表示地震個(gè)數(shù)。圖5 擬合出的聊蘭斷裂帶斷層面空間位置以及地震距斷層面距離統(tǒng)計(jì)圖Fig.5 The fitted spatial position of fault plane and the distance between earthquake and fault plane of the Liaocheng—Lankao fault

采用上述方法擬合出聊蘭斷裂中段斷層走向?yàn)镾38°W,傾向?yàn)镹52°W,最終計(jì)算得到聊蘭斷裂中段斷層參數(shù):走向角為218.5°,標(biāo)準(zhǔn)差3.026°,傾角為84.43°,標(biāo)準(zhǔn)差3.065°。

僅從圖5中無法判斷出斷層性質(zhì),斷層滑動(dòng)角可由所求斷層要素利用本文所求的應(yīng)力場參數(shù)以及斷層走向角和傾角,結(jié)合上述方法[21]求得斷層面滑動(dòng)角為55.7°,誤差為10.2°,通過滑動(dòng)角可以判斷出此斷層為帶有逆沖分量的左旋走滑斷層。利用小震位置擬合出的斷層面參數(shù)與上文疊加地震矩張量得到的總體震源機(jī)制所示聊蘭斷裂中段斷層面的參數(shù)十分相近,這說明本文所得到的斷層面參數(shù)結(jié)果具有一定的穩(wěn)定性與可信度。但這與鄭培玲等[8]所做研究結(jié)果有所區(qū)別,存在的差異可能由于本文地震性質(zhì)和數(shù)量以及求解數(shù)據(jù)所用方法不同所導(dǎo)致。

結(jié)合孫杰等[25]研究成果可知,聊蘭斷裂中段最新活動(dòng)時(shí)代為晚更新世早期活動(dòng)斷裂;由聯(lián)合鉆孔剖面結(jié)果推測出該斷裂活動(dòng)性質(zhì)可能有由正斷向走滑轉(zhuǎn)變的過程,后期具有明顯的走滑特征。這與上文研究得出斷層面參數(shù)所示的斷層狀態(tài)具有一定的共性,研究得出此斷層面以走滑型為主并帶有一定的逆斷分量,說明在區(qū)域應(yīng)力場的作用下聊蘭斷裂帶中段處的斷層面性質(zhì)為逆走滑型。

結(jié)合上文應(yīng)力場參數(shù)對比分析可得,研究區(qū)應(yīng)力場以NNE—SSW向的近水平擠壓應(yīng)力為主,拉張應(yīng)力和中間應(yīng)力相對較小并主要在NWW—SEE向展布。前人對華北應(yīng)力場研究結(jié)果表明,華北平原塊體內(nèi)部的綜合震源機(jī)制類型以走滑型為主,主壓應(yīng)力方向?yàn)镹EE向[26-28],這與本文反演出的應(yīng)力參數(shù)以及所做出的震源機(jī)制擠壓應(yīng)力研究結(jié)果基本相似。結(jié)合孫晴等[6]、崔效鋒等[29]對華北地區(qū)構(gòu)造應(yīng)力場的研究,本文得到的應(yīng)力場結(jié)果與華北應(yīng)力場存在的差異可能是由于本文所用地震數(shù)量較少、研究區(qū)處于華北應(yīng)力場邊緣地區(qū)并易受到其他地區(qū)應(yīng)力場的影響及研究區(qū)有煤礦、油田開采的共同影響下形成的。對于斷層面上的局部應(yīng)力特征,下文將進(jìn)一步進(jìn)行討論。

4 斷層面上的相對剪應(yīng)力與正應(yīng)力

通過對上文所述相關(guān)結(jié)果分析可知聊蘭斷裂中段區(qū)域震源機(jī)制類型以逆走滑型和走滑型為主,應(yīng)力場表現(xiàn)為NNE—SSW向近水平擠壓以及NWW—SEE向的拉張應(yīng)力。

以上研究結(jié)果與陳亞紅等[5]、孫晴等[6]、鄭培玲等[8]、鄭建常等[13]對相關(guān)區(qū)域的研究結(jié)果具有一定的一致性。對聊蘭斷裂中段區(qū)域應(yīng)力張量下斷層面上的相對剪應(yīng)力和正應(yīng)力分布將利用上文所得的應(yīng)力場數(shù)據(jù)進(jìn)一步進(jìn)行研究討論。

下文按照萬永革[19]提出的模擬方法,計(jì)算并繪制在區(qū)域應(yīng)力場下聊蘭斷裂中段斷層面上的相對剪應(yīng)力和相對正應(yīng)力分布圖,基本思路為將震源機(jī)制節(jié)面的剪應(yīng)力和正應(yīng)力用最大剪應(yīng)力歸一化,得到的結(jié)果如圖6所示。

圖6(a)表示相對剪應(yīng)力分布,從中可以看出最大剪應(yīng)力存在于走向角140°、傾角50°和走向角260°、傾角60°的斷層面上,聊蘭斷裂中段斷層面上的剪應(yīng)力并不是很大。圖6 (b)表示相對正應(yīng)力分布,從中可以看出最大正應(yīng)力存在于走向角210°、傾角40°的斷層面上,同時(shí)聊蘭斷裂中段斷層面也不是最大正應(yīng)力所在的斷層面。

圖6 區(qū)域應(yīng)力場在斷層節(jié)面及周邊區(qū)域上的相對剪應(yīng)力和相對正應(yīng)力(圖中聊蘭斷裂中段斷層面的震源機(jī)制為3.1節(jié)所求解的應(yīng)力場數(shù)據(jù)結(jié)合3.2節(jié)計(jì)算所得的走向角和傾角下產(chǎn)生的)Fig.6 Relative shear stress and relative normal stress of the regional stress field on the fault plane and its surrounding areas

同時(shí)利用上述方法得到了應(yīng)力張量在聊蘭斷裂中段斷層面上的相對剪應(yīng)力和相對正應(yīng)力的大小分別為0.549和0.431,斷層面上沒有最大剪應(yīng)力或最大正應(yīng)力的存在,因此推斷出聊蘭斷裂中段斷層處應(yīng)為薄弱帶。

由于聊蘭斷裂中段斷層面上的剪應(yīng)力和正應(yīng)力大小幾乎相等,周圍震源機(jī)制解以走滑型和過渡型為主并存在少量的逆斷型震源機(jī)制解,斷層節(jié)面上的剪滑角30.3°。將此結(jié)合上文所得的斷層面參數(shù)分析可知:聊蘭斷裂中段斷層面周圍應(yīng)力特征不明顯,又因剪滑角較小,所以聊蘭斷裂中段在近NNE—SSW向表現(xiàn)為帶有逆沖分量的左旋走滑斷層。

5 討論與結(jié)論

綜上所述,聊蘭斷裂中段區(qū)域的應(yīng)力場表現(xiàn)為北西西—南東東方向的拉伸以及北北東—南南西向近水平擠壓應(yīng)力。這與莘海亮等[30]對聊蘭斷裂中段鄰近區(qū)域太行山斷裂帶東南緣地區(qū)構(gòu)造應(yīng)力場的研究結(jié)果具有較高相似度。

由于所用資料數(shù)量以及采用研究方法不同,本文研究結(jié)果所顯示的左旋走滑斷層與前人研究存在些許差異,除此之外還可能與所采用地震震級范圍有關(guān)。隨著此地區(qū)地震數(shù)據(jù)資料的充實(shí)和完善,在以后的研究中可以劃分震級范圍進(jìn)行應(yīng)力場的研究,從而確定能得到可靠結(jié)果的震級范圍,獲得準(zhǔn)確的應(yīng)力場研究結(jié)果。

聊蘭斷裂帶中段斷層破裂面不是最大剪應(yīng)力所示的斷層面形態(tài),也不是最大正應(yīng)力所示的斷層面形態(tài),這與我們反演的現(xiàn)今應(yīng)力場的最大釋放應(yīng)力方向不一致,說明聊蘭斷裂帶中段斷層面處應(yīng)為薄弱帶,結(jié)合本文聊蘭斷裂中段周圍區(qū)域應(yīng)力場的研究結(jié)果可知此地區(qū)應(yīng)力場有較強(qiáng)的區(qū)域性,該斷層極有可能在區(qū)域應(yīng)力場以及歷史上各種地質(zhì)活動(dòng)導(dǎo)致的薄弱斷裂共同影響下而形成的。

本文整理了前人所做的46個(gè)震源機(jī)制解數(shù)據(jù),以聊蘭斷裂中段地區(qū)為重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行了斷裂帶構(gòu)造形態(tài)及其活動(dòng)特征與構(gòu)造應(yīng)力場的研究,主要獲得以下結(jié)論:

(1) 利用震源機(jī)制解資料繪制出研究區(qū)的震源機(jī)制解分布圖并對震源機(jī)制解的類型進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析,將統(tǒng)計(jì)結(jié)果與地震矩張量疊加得到的總體震源機(jī)制結(jié)合分析得到了聊蘭斷裂中段斷層表現(xiàn)為帶有逆沖分量的走滑斷層的結(jié)論。

(2) 利用網(wǎng)格搜索法求得區(qū)域應(yīng)力場參數(shù)以及三維輻射應(yīng)力花樣圖,結(jié)合用小震位置擬合斷層面的方法得出了聊蘭斷裂中段區(qū)域斷層面解:斷層走向角為218.5°、傾角為84.43°、滑動(dòng)角為55.7°;將其與地震矩疊加所求的總體震源機(jī)制的聊蘭斷裂中段斷層面參數(shù)綜合分析得出:在區(qū)域應(yīng)力場的作用下斷層以左旋走滑并帶有微量逆沖分量運(yùn)動(dòng)。

(3) 通過對研究區(qū)應(yīng)力場參數(shù)和圖6所示斷層節(jié)面上的相對正應(yīng)力和剪應(yīng)力大小結(jié)合分析,聊蘭斷裂中段斷層沒有按區(qū)域最大應(yīng)力方向發(fā)育,因此推測出此斷層破裂處為該區(qū)域早期地質(zhì)活動(dòng)殘留的薄弱帶,其主要受到了區(qū)域應(yīng)力場NWW—SEE方向的拉伸以及NNE—SSW向近水平擠壓的作用表現(xiàn)為現(xiàn)今的形態(tài)。

致謝:本文數(shù)據(jù)資料整理于孫晴、鄭培玲等人研究成果,審稿專家提供了建設(shè)性修改意見,繪圖采用GMT軟件[31]和MATLAB軟件繪制而成,特此致謝。