基于地震觀測(cè)資料的構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)反演方法與應(yīng)用研究.pdf

1、構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)作為地球科學(xué)的重要研究?jī)?nèi)容之一，在解釋全球板塊運(yùn)動(dòng)、地震孕育機(jī)制中起著重要作用。本文第二章建立了一套利用震源機(jī)制解反演應(yīng)力張量的網(wǎng)格搜索算法。該方法網(wǎng)格搜索精度較高，能夠考慮所使用震源機(jī)制數(shù)據(jù)的權(quán)重，采用F檢驗(yàn)給出反演參數(shù)的不確定范圍，并用合成數(shù)據(jù)對(duì)該方法進(jìn)行準(zhǔn)確度檢驗(yàn)。利用上述方法，本文分別針對(duì)中國(guó)大陸的首都圈地區(qū)和西南太平洋湯加—克馬德克俯沖帶區(qū)域，進(jìn)行了典型區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)研究。
　?。ㄒ唬┲袊?guó)大陸現(xiàn)今構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)研究

2、：以首都圈為例。首都圈作為中國(guó)大陸地震監(jiān)測(cè)重點(diǎn)地區(qū)之一，近年來布設(shè)了密集的地震臺(tái)網(wǎng)。地震觀測(cè)資料的大量增加，使得小震震源機(jī)制解求解的精度逐漸提高。本文第三章收集了首都圈地區(qū)近五十年來大震震源機(jī)制以及2002～2004年中小震震源機(jī)制解，首次采用對(duì)不同震級(jí)地震進(jìn)行加權(quán)處理的方法將強(qiáng)震與小震結(jié)合對(duì)首都圈地區(qū)現(xiàn)今地殼應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行反演。得到了首都圈分區(qū)構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)分布。結(jié)果表明：北京張家口區(qū)，主壓應(yīng)力軸N43°～86°E向；唐山及鄰區(qū)，主壓應(yīng)力軸N

3、38°～86°E向；邢臺(tái)區(qū)，主壓應(yīng)力軸N79°～81°E向；該反演結(jié)果與前人結(jié)果相似，反映出研究方法的正確性，并揭示了首都圈現(xiàn)今構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)的整體一致性和分區(qū)差異。
　?。ǘ└_帶深部構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)研究：以湯加—克馬德克俯沖帶為例。湯加—克馬德克俯沖帶是太平洋板塊向澳大利亞板塊俯沖碰撞的動(dòng)力作用區(qū)，是全球俯沖帶動(dòng)力學(xué)研究的熱點(diǎn)區(qū)域。本文第四章首先基于E HB地震目錄，對(duì)湯加—克馬德克俯沖帶（18.5°S～28.5°S）區(qū)域進(jìn)行平面擬合

4、，得到該研究區(qū)內(nèi)俯沖帶走向約為196°，傾角約為48°；然后基于該俯沖帶研究區(qū)域內(nèi)Global CMT震源機(jī)制解，對(duì)不同區(qū)域、不同深度范圍進(jìn)行區(qū)域應(yīng)力張量反演，得到湯加—克馬德克俯沖帶研究區(qū)內(nèi)精細(xì)的應(yīng)力圖像。反演結(jié)果顯示：俯沖帶淺部（60～300k m），應(yīng)力結(jié)構(gòu)非均勻特征明顯，走滑型、正斷型、過渡型應(yīng)力結(jié)構(gòu)共存，并且最大主壓應(yīng)力軸方位在24°S左右發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn)，我們推測(cè)這可能與路易斯維爾海鏈俯沖有關(guān)。中部（300～500km），局部出

5、現(xiàn)走滑型應(yīng)力結(jié)構(gòu)，并且最大主壓、張應(yīng)力軸由北向南發(fā)生偏轉(zhuǎn)，這可能與由北向南流動(dòng)的地幔流對(duì)俯沖板片推擠作用逐漸減弱相關(guān)聯(lián)；深部（500～700k m），應(yīng)力結(jié)構(gòu)主要以正斷型與過渡型為主，最大主壓應(yīng)力軸沿俯沖方向分布；本文的結(jié)果還發(fā)現(xiàn)了主俯沖帶西側(cè)“偏移”板片與主俯沖帶應(yīng)力結(jié)構(gòu)不同，表明“偏移”板片與主俯沖帶是分離的。
　　與以往根據(jù)震源機(jī)制反演應(yīng)力場(chǎng)的方法相比，本研究建立了一套更高精度的網(wǎng)格搜索算法進(jìn)行應(yīng)力張量反演，并利用合成數(shù)據(jù)檢