山西構(gòu)造帶的現(xiàn)今應(yīng)力狀態(tài)

王凱英馬 瑾 刁桂苓Yu.Rebetsky

1）中國地震局地質(zhì)研究所，地震動力學(xué)國家重點實驗室，北京 100029

2）河北省地震局，石家莊 050021

3）Schmidt Joint Institute of Physics of the Earth，RussianAcademy of Sciences Moscow 123810

山西構(gòu)造帶是歷史強(qiáng)震多發(fā)地區(qū)，歷史地震震中分布（江娃利等，2000）顯示，除了1626年太白維山山前斷裂帶的M7.0地震外，其余6次強(qiáng)震均發(fā)生在山西構(gòu)造帶內(nèi)的近南北向段落或由北東東向構(gòu)造向南北向構(gòu)造轉(zhuǎn)折的部位，顯示了山西構(gòu)造帶內(nèi)的南北向段落對強(qiáng)震發(fā)生的控制作用，這一重要現(xiàn)象及其所對應(yīng)的動力學(xué)含義非常值得進(jìn)一步研究。對山西構(gòu)造帶現(xiàn)今應(yīng)力狀態(tài)的研究有助于理解強(qiáng)震發(fā)生與構(gòu)造分布之間的關(guān)系，也有助于判斷未來的強(qiáng)震危險區(qū)。長期以來，對于山西斷裂帶所處的鄂爾多斯塊體現(xiàn)今運動狀態(tài)的研究存在諸多爭議，如認(rèn)為鄂爾多斯塊體現(xiàn)今運動狀態(tài)主要體現(xiàn)為逆時針轉(zhuǎn)動、上升運動、順時針旋轉(zhuǎn)等。鄂爾多斯塊體的現(xiàn)今運動狀態(tài)之所以存在諸多爭議，與鄂爾多斯塊體的現(xiàn)今復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)是密切相關(guān)的。現(xiàn)今地殼應(yīng)力狀態(tài)分布圖顯示：由原地應(yīng)力測量、震源機(jī)制、地殼形變測量等多種手段所獲得的鄂爾多斯塊體的西邊界及東邊界均顯示出主壓應(yīng)力方向為北東向和北西向共存的復(fù)雜狀態(tài)，其中多個測點表現(xiàn)為北西向的主壓應(yīng)力方向，表明鄂爾多斯塊體本身所受到的應(yīng)力狀態(tài)很復(fù)雜，受青藏高原北東向運動所產(chǎn)生的推擠作用并非是唯一力源，而是不同的力源在不同時間段分別起主導(dǎo)作用才會觀測到這些力源在本區(qū)域的響應(yīng)。

本文運用應(yīng)力狀態(tài)定量化參數(shù)反演方法(CAM)對發(fā)生在山西構(gòu)造帶1967－2010年期間的地震震源機(jī)制數(shù)據(jù)進(jìn)行了應(yīng)力狀態(tài)反演。分析結(jié)果顯示，山西構(gòu)造帶的最大主壓應(yīng)力軸空間分布存在隨時間變化的特點，表現(xiàn)為2001年昆侖地震前不同時間段的北西向分布為主及昆侖地震后的北東向分布為主兩種優(yōu)勢方位；最大主壓應(yīng)力軸分布以北西向為主的各時間段應(yīng)力狀態(tài)以水平剪切為主，而2001年昆侖地震后最大主壓應(yīng)力軸轉(zhuǎn)為北東向時段，山西構(gòu)造帶的應(yīng)力狀態(tài)主要表現(xiàn)為水平剪切和水平拉張的交替分布特點，其中水平剪切應(yīng)力狀態(tài)的部位對應(yīng)著山西構(gòu)造帶內(nèi)的南北向段落，而水平拉張的應(yīng)力狀態(tài)部位對應(yīng)著山西構(gòu)造帶內(nèi)的北東向段落。

最大主壓應(yīng)力軸由北西向分布轉(zhuǎn)為北東向分布伴隨著有效應(yīng)力相對值的顯著增強(qiáng)，體現(xiàn)出北西向構(gòu)造應(yīng)力作用下穩(wěn)定的鄂爾多斯塊體對山西構(gòu)造帶的應(yīng)力屏蔽作用。