走滑斷裂帶變形局部化和地震成核過程探討.pdf

1、現(xiàn)代板塊邊界是現(xiàn)代構(gòu)造運(yùn)動(dòng)最強(qiáng)烈的地帶，也是地震強(qiáng)度最大、頻度最高的地帶。板塊間的相互作用，加之歐亞板塊內(nèi)部構(gòu)造和深部動(dòng)力的聯(lián)合作用造就了中國(guó)大陸不同類型的活動(dòng)構(gòu)造，控制著中國(guó)大陸強(qiáng)震的空間分布格局，其最顯著的特征就是巨大的晚第四紀(jì)活動(dòng)斷裂發(fā)育，將中國(guó)大陸切割成不同級(jí)別的活動(dòng)斷塊?；顒?dòng)斷塊邊界構(gòu)造帶是板內(nèi)大地震集中發(fā)生的場(chǎng)所，這是因?yàn)樵谡麄€(gè)構(gòu)造形變場(chǎng)中斷塊邊界構(gòu)造帶是一個(gè)不連續(xù)構(gòu)造變形帶，應(yīng)力在此釋放，應(yīng)變?cè)诖司植炕灰圃诖税l(fā)生。所以

2、，無論是區(qū)域性活動(dòng)斷塊區(qū)，還是地區(qū)性活動(dòng)斷塊的邊界構(gòu)造帶都是大地震發(fā)生帶。在這些邊界構(gòu)造帶中，走滑斷裂活動(dòng)和走滑型地震尤其顯著。
　　 地震前的變形是如何集中在斷層上及斷層的某一段落，即變形局部化，是目前和未來地學(xué)領(lǐng)域的重要問題之一。同樣，由于地震成核、孕育和發(fā)生過程在地震預(yù)測(cè)上非常重要，它也是現(xiàn)代地震研究中的熱點(diǎn)。變形局部化和地震成核問題實(shí)質(zhì)上反映了震源在斷層的某個(gè)位置上形成、發(fā)展和破裂的過程，是一個(gè)極為復(fù)雜且尚未被認(rèn)識(shí)的過程

3、。本文對(duì)走滑斷裂樞紐運(yùn)動(dòng)的研究就是其中一個(gè)方面。
　　 本文以前人對(duì)走滑斷裂樞紐運(yùn)動(dòng)模型及其控制的構(gòu)造地貌、形變、孕震特征和初步的力學(xué)分析為基礎(chǔ)，以則木河斷裂大箐斷層和富蘊(yùn)斷裂兩個(gè)樞紐運(yùn)動(dòng)十分典型的斷裂為研究對(duì)象，結(jié)合構(gòu)造地貌測(cè)量、探槽剖面分析、計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬等方法，深入地定量分析走滑斷裂樞紐運(yùn)動(dòng)模型，進(jìn)一步分析和闡述了走滑斷裂變形和孕震特點(diǎn)。這一研究豐富了活動(dòng)斷裂的研究?jī)?nèi)容，有助于更深入的理解地震孕震和發(fā)生過程。
　　

4、 通過總結(jié)走滑斷裂樞紐運(yùn)動(dòng)實(shí)例、理論模型、野外觀測(cè)和數(shù)值模擬結(jié)果，對(duì)走滑斷裂的運(yùn)動(dòng)特征和過程，應(yīng)力演化及其局部化過程，可以得到如下認(rèn)識(shí):
　　 1.走滑斷層運(yùn)動(dòng)分成兩個(gè)階段，分別是樞紐運(yùn)動(dòng)階段和大滑移階段。樞紐運(yùn)動(dòng)階段積累應(yīng)力，應(yīng)變局部化和集中，時(shí)間漫長(zhǎng)，以垂直運(yùn)動(dòng)為主，孕育地震;大滑移階段釋放應(yīng)力，時(shí)間短暫，以水平運(yùn)動(dòng)為主，發(fā)生地震。
　　 2.樞紐運(yùn)動(dòng)是斷層在垂直方向上的運(yùn)動(dòng)。樞紐運(yùn)動(dòng)有兩種模式:(1)存在與主斷面相

5、交的橫向構(gòu)造，稱為橫斷型;(2)沒有與主斷面相交的橫向構(gòu)造，只沿主斷面滑動(dòng)，稱為主滑型。主滑型也有兩種表現(xiàn)形式:一種是簡(jiǎn)單的掀斜，例如富蘊(yùn)斷裂;另一種更加復(fù)雜，在掀斜的基礎(chǔ)上還發(fā)生旋轉(zhuǎn)，例如則木河斷裂大箐斷層。樞紐運(yùn)動(dòng)形成構(gòu)造和地貌的四象限分布，是走滑斷層樞紐作用形成局部應(yīng)力場(chǎng)和應(yīng)變場(chǎng)的結(jié)果，不是區(qū)域變形。樞紐軸部是斷層兩盤發(fā)生升降的支撐點(diǎn)，是樞紐型地震的發(fā)震部位，是走滑斷裂的閉鎖區(qū)。它在樞紐運(yùn)動(dòng)過程中處于最強(qiáng)烈擠壓的狀態(tài)，應(yīng)力將在這里

6、集中與釋放。
　　 3.有三個(gè)因素可以影響樞紐運(yùn)動(dòng):(1)斷層面傾角，隨著斷層面傾角的減小，隆起和下陷的垂直位移量一直在增大，掀斜運(yùn)動(dòng)持續(xù)進(jìn)行;(2)閉鎖區(qū)面積，隨著斷層面閉鎖區(qū)面積的增大，隆起和下陷的垂直位移量顯著減小，掀斜運(yùn)動(dòng)明顯受阻;(3)閉鎖方式，富蘊(yùn)型和大箐型實(shí)際上包含了兩種閉鎖方式，運(yùn)動(dòng)閉鎖（局部摩擦增大阻礙運(yùn)動(dòng)）和結(jié)構(gòu)閉鎖（斷層面傾向變化），尤其是大箐型受兩種閉鎖方式控制。模擬結(jié)果表明:(1)在運(yùn)動(dòng)閉鎖的基礎(chǔ)上增加

7、結(jié)構(gòu)閉鎖作用后，大箐型斷層北段東盤抬升量移和南段東盤下降量明顯減小;(2)運(yùn)動(dòng)閉鎖（局部摩擦增大阻礙運(yùn)動(dòng)）起主要的作用，只有結(jié)構(gòu)閉鎖（斷層面傾向變化）作用似乎不能使斷層產(chǎn)生樞紐運(yùn)動(dòng)。
　　 4.樞紐運(yùn)動(dòng)階段，斷層面上應(yīng)力從四周向閉鎖區(qū)集中。在閉鎖區(qū)及其附近存在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的區(qū)域（應(yīng)力集中區(qū)）使得應(yīng)力由外向內(nèi)一直處于積累狀態(tài)，面積不斷增大。其內(nèi)部核心具有最大的應(yīng)力。應(yīng)力集中區(qū)可能比閉鎖區(qū)面積大，但是核心的面積肯定比閉鎖區(qū)面積小很多