基于震源机制的阻尼应力张量反演方法在新不列颠和帕米尔-兴都库什地区的应用

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构造应力场在解释全球板块运动和俯冲带作用机制中起着至关重要的作用。本文使用阻尼应力反演方法,分别计算了新不列颠地区浅部构造应力场和帕米尔-兴都库什地区陆陆碰撞带深部构造应力场,并对计算的结果进行了详细的分析和讨论。  (一)板块边界浅部构造应力场研究:以新不列颠及其附近区域为例。2015年3月30日至5月15日,巴布亚新几内亚—新不列颠地区发生了一系列地震。为研究该地区的构造应力环境、孕震背景及发震构造,本文基于Global CMT目录,对新不列颠海沟浅部区域进行构造应力场反演,得到高精度的应力图像。反演结果显示:(1)沿着南、北俾斯麦块体边界的区域构造应力场呈走滑体系,最大主压应力轴方向呈SWW向。(2)所罗门海的NW和NE走向的海沟处于压缩状态,所罗门海块体向新不列颠和所罗门群岛俯冲的板块弯曲部分局部拉张。(3)受到俯冲带的北向推挤,南俾斯麦板块顺时针旋转的挤压,太平洋板块向西部运动汇聚作用,新不列颠岛东北部与新爱尔兰岛南部交汇区域呈现明显非均匀应力状态。(4)此次系列地震的走滑型地震和大多数逆冲型地震可能是所罗门海块体俯冲以及南俾斯麦块体和太平洋板块的近东西向挤压两种作用所引发。  (二)陆陆碰撞带中深部构造应力场研究:以帕米尔-兴都库什地区为例。本文从Global CMT目录搜集了1976年1月至2016年6月之间的震源深度大于70km的255个震源机制解,用Hardebeck和Michael2006年提出的区域阻尼应力反演方法,分70-170km和170-280km两个深度,计算了帕米尔-兴都库什地区的构造应力场。  结果显示:深度70-170km之间,(1)帕米尔北部地区,受到帕米尔和北部天山山脉的NW-SE向挤压,俯冲板片存在右旋走滑现象。(2)兴都库什地区的最优主压应力轴方向为NNW向,从西向东,最优主压应力轴方向逆时针偏转,可能是向北流动的印度板块下面的热对流和向NW向流动的青藏高原下面的地幔流共同作用。(3)在37°N附近,是帕米尔与兴都库什相碰撞的区域,其应力机制与帕米尔和兴都库什比较为复杂。深度介于170-280km的研究区域为兴都库什地区,该区域的最优主张应力轴的倾伏角大约为80°。(4)以70.85°E为界,西部地区最优主压应力轴的方向为近NS向,可能是向北流动的印度板块下面的热对流,对俯冲板片产生NS向的挤压。(5)东部地区最优主压应力轴的方向为NW向,可能是NW向流动的青藏高原下面的上地幔流对其挤压所致。
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