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天山地震成因带的地壳应力状态
第 9 章: 100128956 (2005) 0420359213
第 9 章
天山地震成因带的地壳应力状态
由 地震学 (地震)、地球动力学 (现代运动)、地质 (造山作用) 资料得出, 天山地震成因带地
壳处于复杂的应力状态中, 目前造成应力作用的因素不清楚, 因而, 不能对地壳内大地构造过 程增强或减弱的时间和强度作出预测。 但是, 我们研究了可能能量源的作用, 这有助于解释地 壳内现代构造及其引发的地震。
地球体内的应力取决于内生 (地球起源) 力和外营 (宇宙成因) 力。
9. 1
地球内部地质作用的能量特征是不一样的。
9. 1. 1
天山地震成因带地壳的内部结构是不均匀的, 地层成分和厚度的不均匀性形成密度和压
力随深度分布的大差异。 压力 P 由垂直和水平分量组成,
P = 1 (P X + P Y + P Z ) .
3
式中, P X 、P Y、P Z 表示法向主应力, Z 轴表示向下, X 轴表示向东, Y 轴表示向北。P X 、P Y、P Z 决
定于上覆岩层的深度和重量。如果把地壳当作具有密度 的均液体, 那就可公式中深 度 Z 的垂直分量成 P Z = g z。式中, g 重力加速度模量。可是, 地是由合成、等
不同岩成, 于由平行平面 (厚度 H 和密度 ) 构成的地, 压力 P Z 按下式
n
P Z = g ∑i ·H i
i- 1
计算。按此式计算的地壳压力值列于表 9. 1。由表可见, 压力 P Z 分布极不均匀, 莫英库姆斯克
和克罗亚断块地壳内观测到高值 P Z , 而北天山断块地壳具有低值 P Z 特征。
压力水平分量 P X 和 P Y 按公式 X = P X - Τ(P Y + P Z ) ]/E 计算。式中 X 表示水平, E
表示氏模量, 表示泊松系。在向情下, X = 0, P X = P Y , P X = Τ/(1- Τ) ]P Z。因而,
当泊松系数和压力垂直分量 P Z 随深度分布规律已知时, 就可估计压力的水平分量变化特征。
为此, 计算出北天山和克罗亚断块及其之间的伊犁过渡带地壳的深层的泊松系数值 ( 表 9. 2)。
可按公式
(V P /V S ) 2 -
/2 V P /V S ) 2 -
=
2
1
进行计算。式中, V P、V S 表示纵波和横波速度。由表 9. 2 得出结论, 水平分量随深度增加, 同时,
在不同构造单元地壳内的同一深度上, P X 值有显著差别。例如在 20—30 km 深度上这种差别 达到 800—1 000 k g /cm 2。 岩石应变伴随着剪切应力 m ax 作用, 由于
P X ≠P Y ≠P Z
的不均衡而形成剪切应力。 在一定深度上的总压力 P 写成
P = P Z ± 4 m ax .
3
表 9. 1 天山地震成因带若干构造岩石圈内的压力 P Z 分布
P Z (k g/cm 2)
H (km )
莫英库姆斯克断块
巴尔喀什断块
克罗亚断块
伊犁过渡带
北天山断块
2
4
6
10
14
18
22
26
30
32
34
36
38
40
42
44
46
48
50
52
54
56
58
536
1 082
1 634
2 760
3 905
5 061
6 223
7 397
8 585
9 185
9 787
10 393
11 003
11 615
530
1 066
1 610
2 714
3 830
4 960
6 102
7 252
8 412
8 996
9 584
10 176
10 772
11 370
11 972
12 580
13 220
13 870
14 550
15 234
15 920
16 606
17 242
530
1 064
1 604
2 698
3 810
4 960
6 104
7 300
8 494
9 086
9 672
10 204
10 848
11 458
12 108
12 780
13 456
14 134
14 814
15 490
16 174
16 858
17 044
530
1 064
1 600
2 680
3 770
4 872
6 000
7 164
8 364
8 954
9 550
10 144
10 734
11 322
11 906
12 486
13 076
13 680
14 340
15 008
15 680
16 354
17 030
542
1 088
1 634
2 730
3 832
4 942
6 060
7 192
8 358
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11 9
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