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)代構造運動最強烈的地帶，也是地震強度最大、頻度最高的地帶。板塊間的相互作用，加之歐亞板塊內(nèi)部構造和深部動力的聯(lián)合作用造就了中國大陸不同類型的活動構造，控制著中國大陸強震的空間分布格局，其最顯著的特征就是巨大的晚第四紀活動斷裂發(fā)育，將中國大陸切割成不同級別的活動斷塊?；顒訑鄩K邊界構造帶是板內(nèi)大地震集中發(fā)生的場所，這是因為在整個構造形變場中斷塊邊界構造帶是一個不連續(xù)構造變形帶，應力在此釋放，應變在此局部化，位移在此發(fā)生。所以

2、，無論是區(qū)域性活動斷塊區(qū)，還是地區(qū)性活動斷塊的邊界構造帶都是大地震發(fā)生帶。在這些邊界構造帶中，走滑斷裂活動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，是目前和未來地學領域的重要問題之一。同樣，由于地震成核、孕育和發(fā)生過程在地震預測上非常重要，它也是現(xiàn)代地震研究中的熱點。變形局部化和地震成核問題實質(zhì)上反映了震源在斷層的某個位置上形成、發(fā)展和破裂的過程，是一個極為復雜且尚未被認識的過程

3、。本文對走滑斷裂樞紐運動的研究就是其中一個方面。
　　 本文以前人對走滑斷裂樞紐運動模型及其控制的構造地貌、形變、孕震特征和初步的力學分析為基礎，以則木河斷裂大箐斷層和富蘊斷裂兩個樞紐運動十分典型的斷裂為研究對象，結(jié)合構造地貌測量、探槽剖面分析、計算機數(shù)值模擬等方法，深入地定量分析走滑斷裂樞紐運動模型，進一步分析和闡述了走滑斷裂變形和孕震特點。這一研究豐富了活動斷裂的研究內(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)走滑斷裂樞紐運動實例、理論模型、野外觀測和數(shù)值模擬結(jié)果，對走滑斷裂的運動特征和過程，應力演化及其局部化過程，可以得到如下認識:
　　 1.走滑斷層運動分成兩個階段，分別是樞紐運動階段和大滑移階段。樞紐運動階段積累應力，應變局部化和集中，時間漫長，以垂直運動為主，孕育地震;大滑移階段釋放應力，時間短暫，以水平運動為主，發(fā)生地震。
　　 2.樞紐運動是斷層在垂直方向上的運動。樞紐運動有兩種模式:(1)存在與主斷面相

5、交的橫向構造，稱為橫斷型;(2)沒有與主斷面相交的橫向構造，只沿主斷面滑動，稱為主滑型。主滑型也有兩種表現(xiàn)形式:一種是簡單的掀斜，例如富蘊斷裂;另一種更加復雜，在掀斜的基礎上還發(fā)生旋轉(zhuǎn)，例如則木河斷裂大箐斷層。樞紐運動形成構造和地貌的四象限分布，是走滑斷層樞紐作用形成局部應力場和應變場的結(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，是樞紐型地震的發(fā)震部位，是走滑斷裂的閉鎖區(qū)。它在樞紐運動過程中處于最強烈擠壓的狀態(tài)，應力將在這里

6、集中與釋放。
　　 3.有三個因素可以影響樞紐運動:(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，掀斜運動持續(xù)進行;(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，掀斜運動明顯受阻;(3)閉鎖方式，富蘊型和大箐型實際上包含了兩種閉鎖方式，運動閉鎖（局部摩擦增大阻礙運動）和結(jié)構閉鎖（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)在運動閉鎖的基礎上增加

7、結(jié)構閉鎖作用后，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)運動閉鎖（局部摩擦增大阻礙運動）起主要的作用，只有結(jié)構閉鎖（斷層面傾向變化）作用似乎不能使斷層產(chǎn)生樞紐運動。
　　 4.樞紐運動階段，斷層面上應力從四周向閉鎖區(qū)集中。在閉鎖區(qū)及其附近存在一個相對穩(wěn)定的區(qū)域（應力集中區(qū)）使得應力由外向內(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力。應力集中區(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