河南及邻区地壳应力场初步研究

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河南省大地构造上跨华北板块和华南板块。主要受北北东和北西向两组断裂控制,与周边省份交界区结构复杂,形成了一系列坳陷带和隆起带,而这些区域也是地震的高发区。研究本区域构造应力场对河南及邻区地震预测及其构造活动具有十分重要的意义。本文应用综合震源机制解法和使用断层资料的网格搜索法,将河南及周边地区分为若干区域,分别进行区域应力场初步研究。(1)通过收集筛选河南及邻区(31°-37°,110°-117°)2008年1月到2017年3月2462个中小地震的5421个P波初动数据,我们按地震的活动性将河南及邻区分为豫鲁冀交界、晋冀豫交界、晋陕豫交界及鄂豫皖交界四个区域,应用综合震源机制解法分别计算四个交界区的应力场。结果表明:河南及邻区整体受NE向的主压应力和NW向主张应力控制,符合华北地区应力场的整体特征。另外各区域除受整体应力场的控制外还具有局部应力场的非均匀性特征:1.晋冀豫交界的安阳南断裂附近应力场压轴由NE向转为了NEE至EW向,且倾角较大,张轴从NW向逐渐转为NWW向。可以看出该断裂具有左旋正断的运动方式,与地质情况相符,表明我们结果的可靠性。2.豫鲁冀交界中嘉祥断裂、巨野断裂所处的过渡区出现较为复杂的应力状态。该区域中我们得到的张轴和压轴方位为NE向和NW向且分布无规律。此区域被东西向和南北向的断裂切割成次一级的构造单元,形成南大北小的沉降差异,而断层的相互切割也会影响区域应力场的方向,因此我们认为该区域局部应力场非均匀性的特征,可能是由断层间相互作用引起的。3.晋陕豫交界的临汾断陷带内罗云山山前断裂和中条山南麓断裂所包围的区域,主压应力轴方位为NS向和NW向,而主张应力轴呈现高倾角状态,与整体应力场的差异较大。4.鄂豫皖交界内北秦岭断块隆起区和桐柏山隆起区相交的部位主压应力轴方位以NW向和近NS向为主,主张应力轴方位从西向东由NE向按顺时针旋转,与该区域背景应力场不一致。(2)本文又采用定性与定量断层资料求解应力张量的网格搜索法,将收集到河南及邻区的断层资料分成豫北、豫西和豫南三个区域,分别计算区域应力场。结果显示:豫北区域应力场的主压应力轴为NE向,主张应力轴为NW向,且张轴和压轴的倾角近水平,与前人结果一致;豫西区域应力场的主张应力轴近水平,方位为NNW向,而主压应力轴接近垂直,表明该区域局部构造应力场的非均匀性特征;豫南区域应力场的主压应力轴为NNE向,主张应力轴为NWW向。本文用两种数据资料对河南及邻区分别进行应力场反演。在前人的基础上将研究区域应力场细化,计算结果与前人研究具有相似性。除此之外我们还发现各区域除了受整体应力场的控制外还具有各区域构造应力场的非均匀性。
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