盛書(shū)中，萬(wàn)永革，黃驥超，卜玉菲，李祥

1中國(guó)地震局地球物理研究所，北京 100081

2防災(zāi)科技學(xué)院，河北三河 065201

3中國(guó)地震局蘭州地震研究所，蘭州 730000

4江蘇省地震局南京基準(zhǔn)地震臺(tái)，南京 210014

1 引言

鄂爾多斯塊體是一個(gè)穩(wěn)定的塊體，位于南北地震帶北段東側(cè)、又處于華北、華南和青藏高原東北緣三個(gè)陸塊的匯聚部位，塊體內(nèi)部地震活動(dòng)頻度和強(qiáng)度均低，但其周邊地震活動(dòng)強(qiáng)烈.鄂爾多斯周緣的活斷層在我國(guó)大陸內(nèi)部自成一個(gè)體系，是一組十分具有活動(dòng)特色的正斷層系，沿此帶歷史上發(fā)生過(guò)5次8級(jí)及8級(jí)以上強(qiáng)震，約占我國(guó)歷史上有記載的8級(jí)及8級(jí)以上強(qiáng)震的四分之一（鄧起東和尤惠川，1985；國(guó)家地震局《鄂爾多斯周緣活動(dòng)斷裂系》課題組，1988）.由于鄂爾多斯塊體地理位置及地震活動(dòng)的特殊性，有關(guān)于鄂爾多斯形成及其演化和形變動(dòng)力學(xué)研究，一直以來(lái)都是地學(xué)研究的熱點(diǎn)問(wèn)題，有些學(xué)者強(qiáng)調(diào)華南和華北大型走滑斷裂拉分作用是形成山西斷陷帶的重要原因（Tapponnier et al.，1982，1986；Peltzer et al.，1985），但該模型很難解釋近東西向展布的渭河和河套盆地的形成.有的學(xué)者認(rèn)為鄂爾多斯周緣新生代斷陷盆地與華北東部地區(qū)盆地一起，其形成與太平洋板塊向亞洲大陸俯沖產(chǎn)生的弧后擴(kuò)張有關(guān)，屬于弧后盆地（Uyeda and Kanamori，1979；Tian et al.，1992；Northrup et al.，1995）.有的學(xué)者認(rèn)為鄂爾多斯塊體具有逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)（蘇剛，1984；徐錫偉等，1994；邵輝成和蘇剛，1999；張?jiān)罉虻龋?006），也有少數(shù)學(xué)者認(rèn)為其存在順時(shí)針旋轉(zhuǎn)（張希等，2002）.“擠壓剪切模式”認(rèn)為地塊西南側(cè)青藏塊體北東向的擠壓和鄂爾多斯塊體本身的隆升是決定鄂爾多斯地塊新生代構(gòu)造活動(dòng)的兩大動(dòng)力，并認(rèn)為鄂爾多斯塊體本身不存在旋轉(zhuǎn)問(wèn)題（鄧起東和尤惠川，1985；鄧起東等，1999）.陳小斌等（2005）提出了鄂爾多斯塊體與其周緣塊體相互作用的“擠推阻礙模式”.本研究將借助于地震波資料揭示鄂爾多斯塊體周緣現(xiàn)今地殼應(yīng)力場(chǎng)的空間分布，為進(jìn)一步研究其周緣現(xiàn)今應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)、地震發(fā)震機(jī)理等研究提供基礎(chǔ)資料.

有關(guān)鄂爾多斯塊體周緣應(yīng)力場(chǎng)研究，已有許多研究成果.有的研究工作直接針對(duì)鄂爾多斯塊體周緣的地殼應(yīng)力場(chǎng)（薛宏運(yùn)和鄢家全，1984；鄧起東和尤惠川，1985；鄧起東等，1999；范俊喜等，2003），并獲得了鄂爾多斯塊體周緣地殼應(yīng)力場(chǎng)的總體特征.

有的研究工作在研究較大區(qū)域地殼應(yīng)力場(chǎng)問(wèn)題時(shí)，其中包含鄂爾多斯塊體周緣地區(qū)地殼應(yīng)力場(chǎng)的研究，如關(guān)于華北地殼應(yīng)力場(chǎng)的研究（高名修，1979；李欽祖，1980；許忠淮等，1983）、關(guān)于東亞地區(qū)現(xiàn)今構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)研究（許忠淮，2001）、關(guān)于中國(guó)大陸及鄰區(qū)應(yīng)力場(chǎng)的研究（鄢家全等，1979；張東寧和高龍生，1989；汪素云等，1996；杜興信和邵輝成，1999；謝富仁等，2004；徐紀(jì)人和趙志新，2006；朱守彪和石耀霖，2006；徐紀(jì)人等，2008；Wan，2010；范桃園等，2012）等均含有鄂爾多斯地區(qū)地殼應(yīng)力場(chǎng)的研究.

鄂爾多斯塊體周緣地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，地震活躍，故也有大量關(guān)于鄂爾多斯周緣某個(gè)局部地區(qū)應(yīng)力場(chǎng)研究工作.有許多學(xué)者對(duì)寧夏地區(qū)應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行了研究（陳愛(ài)玲等，1981；李孟鑾和趙知軍，1981；李孟鑾和趙知軍，1986；趙知軍和劉秀景，1990；趙知軍等，2002），獲得了寧夏地區(qū)較詳細(xì)的應(yīng)力場(chǎng)特征.許多研究者利用地球物理和地震觀測(cè)等手段，對(duì)山西地區(qū)應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行了較深入的研究（梁海慶等，1986；胡惠民，1987；成爾林和張美芳，1990；劉巍等，1993，1994，1995，1996；安美建和李方全，1998）.姜家蘭（1991）利用地震震源機(jī)制解資料（其中包括小地震綜合斷層面解）給出了陜西及鄰近地區(qū)現(xiàn)代構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)，研究結(jié)果表明該區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)從北向南存在差異性.謝富仁等（2000）通過(guò)斷層滑動(dòng)資料反演構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)，確定了海原、六盤(pán)山斷裂帶至銀川斷陷的應(yīng)力場(chǎng).

關(guān)于鄂爾多斯塊體周緣的地殼應(yīng)力場(chǎng)研究，顯示出該區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)的復(fù)雜性，總體上獲得了較為一致的認(rèn)識(shí)，即本區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)為北東—北東東向主壓應(yīng)力和北西—北北西向拉張應(yīng)力；主壓應(yīng)力方位，自北向南，自西向東呈現(xiàn)出規(guī)律性變化，這種應(yīng)力場(chǎng)格局與鄂爾多斯塊體同時(shí)兼受印度板塊和太平洋板塊擠壓并以前者為主有關(guān)（薛宏運(yùn)和鄢家全，1984；李孟鑾，1985；胡惠民，1989；鄧起東等，1999；范俊喜等，2003；徐黎明等，2006）.但上述研究中，由于受到資料有限性的限制，給出的應(yīng)力場(chǎng)結(jié)果不夠精細(xì)，不能詳細(xì)地反映地質(zhì)構(gòu)造相對(duì)應(yīng)的構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)的變化；隨著地震觀測(cè)臺(tái)網(wǎng)的加密和地震資料的豐富，為鄂爾多斯周緣地殼精細(xì)應(yīng)力場(chǎng)的深入研究提供了機(jī)會(huì).本研究采用了近期發(fā)生的大量地震的P波初動(dòng)資料，以期得到更為精細(xì)的地殼應(yīng)力場(chǎng)，為鄂爾多斯地塊周緣地殼形變的動(dòng)力學(xué)機(jī)制、地震孕育機(jī)理等研究提供基礎(chǔ)資料.

2 方法、資料和地殼速度模型

Aki（1966）首先提出采用大量小震P波初動(dòng)資料推測(cè)應(yīng)力場(chǎng)方向的方法，該方法被稱(chēng)為求解應(yīng)力場(chǎng)的綜合震源機(jī)制解法.該方法的優(yōu)點(diǎn)是可以利用大量不能單獨(dú)確定震源機(jī)制解的小地震P波初動(dòng)極性數(shù)據(jù)推斷應(yīng)力場(chǎng)方向，因此，得到了較為廣泛的應(yīng)用（李欽祖等，1973；許忠淮等，1979，1983，1987，1989；薛宏運(yùn)和鄢家全，1984；成爾林和張美芳，1990；姜家蘭，1991；徐鳴潔等，1996；Wan，2010；卜玉菲等，2013；盛書(shū)中等，2013）.該方法還被用于分析區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)的變化過(guò)程，已有不少學(xué)者在這方面做了許多研究工作（華祥文，1980；成爾林等，1982；闞榮舉等，1983）.李欽祖等（1973）根據(jù)該方法求得了紅山臺(tái)和沙城臺(tái)兩個(gè)區(qū)域的應(yīng)力場(chǎng).許忠淮等（1983）進(jìn)一步提出了采用研究區(qū)域的多個(gè)地震和多個(gè)臺(tái)站求解區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)的方法，并采用合成數(shù)據(jù)對(duì)此方法進(jìn)行了嚴(yán)格測(cè)試，驗(yàn)證了用該方法可以獲得地殼應(yīng)力場(chǎng).薛宏運(yùn)和鄢家全（1984）將該方法用于鄂爾多斯地塊周?chē)F(xiàn)代地殼應(yīng)力場(chǎng)的確定.汪素云和許忠淮（1985）用該方法給出了中國(guó)東部大陸的構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)特征.萬(wàn)永革等（2011）利用臺(tái)灣自1991—2007年間觀測(cè)的P波初動(dòng)資料給出了臺(tái)灣地區(qū)地殼三維應(yīng)力結(jié)構(gòu)的初步結(jié)果.隨著地震觀測(cè)臺(tái)網(wǎng)的密集，地震監(jiān)測(cè)能力的增強(qiáng)，求解應(yīng)力場(chǎng)的綜合震源機(jī)制解法將有著良好的應(yīng)用前景.

本研究中使用了研究區(qū)內(nèi)2007年8月1日—2013年7月21日鄂爾多斯塊體周緣發(fā)生的8499個(gè)地震的49844個(gè)P波初動(dòng)符號(hào)，其中2007年8月1日—2011年8月31日的P波初動(dòng)資料為項(xiàng)目組由中國(guó)地震局地球物理研究所數(shù)據(jù)備份中心（鄭秀芬等，2009）申請(qǐng)數(shù)據(jù)后自行拾取的，2011年8月31日之后的P波初動(dòng)極性資料由中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)中心震相報(bào)告中讀取，研究中使用的地震震中分布情況見(jiàn)圖1.

我們對(duì)所用的地震震級(jí)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，不同震級(jí)檔的地震個(gè)數(shù)及其比例見(jiàn)圖2和表1.可見(jiàn)該段時(shí)間內(nèi)，該區(qū)域2級(jí)以下地震約占66%，b值一般情況下在一個(gè)地區(qū)是較為穩(wěn)定的，也就是說(shuō)我們所統(tǒng)計(jì)的震級(jí)分布，大體上可以視為該區(qū)域長(zhǎng)期的震級(jí)分布情況.由該區(qū)域地震震級(jí)分布可見(jiàn)，在未考慮完整性震級(jí)的情況下，M2.0級(jí)以下小震數(shù)目占了六成以上.一般情況下小地震難以給出準(zhǔn)確的震源機(jī)制解，為了充分利用該區(qū)域發(fā)生的大量小震資料來(lái)約束應(yīng)力場(chǎng)方向，綜合震源機(jī)制解法無(wú)疑是最好的選擇，故本研究應(yīng)用P波初動(dòng)綜合震源機(jī)制解法研究鄂爾多斯周緣地區(qū)地殼應(yīng)力場(chǎng)方向.

表1 鄂爾多斯周緣地震震級(jí)分布統(tǒng)計(jì)表（2007－8－1—2013－7－21，M＞0）Table 1 The earthquake magnitude statistic table of Ordos and its adjacent area

本研究中應(yīng)力場(chǎng)計(jì)算仿照萬(wàn)永革等（2011）的應(yīng)力場(chǎng)計(jì)算方法，將研究區(qū)域（經(jīng)緯度范圍分別為104°E—116°E，33°N—42°N）劃分為0.25°×0.25°的二維網(wǎng)格，根據(jù)網(wǎng)格點(diǎn)選取周?chē)卣鹋_(tái)站上觀測(cè)到的P波初動(dòng)符號(hào)計(jì)算每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)的應(yīng)力場(chǎng).由于每個(gè)地震距離網(wǎng)格點(diǎn)的距離不同，對(duì)所計(jì)算的網(wǎng)格點(diǎn)應(yīng)力場(chǎng)方向提供的約束也不一樣，因此我們根據(jù)其與網(wǎng)格點(diǎn)的距離給予不同地震P波初動(dòng)符號(hào)不同權(quán)重.每個(gè)地震的P波初動(dòng)符號(hào)權(quán)重W仿照Shen等（1996）的大地測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算應(yīng)變的方式求?。?/p>

其中，D為距離衰減常數(shù)；r為折合距離，其值按式（2）計(jì)算.距離衰減常數(shù)D的選取直接影響到距離計(jì)算網(wǎng)格點(diǎn)不同距離地震P波初動(dòng)符號(hào)的權(quán)重，從而影響到各網(wǎng)格點(diǎn)應(yīng)力場(chǎng)計(jì)算結(jié)果，同時(shí)，D的選取對(duì)應(yīng)力場(chǎng)計(jì)算結(jié)果也起到一定的平滑作用.網(wǎng)格點(diǎn)應(yīng)力場(chǎng)計(jì)算時(shí)，如果D取值較小，網(wǎng)格較大，意味著僅考慮距離網(wǎng)格點(diǎn)較近地震的P波初動(dòng)符號(hào)，網(wǎng)格點(diǎn)附近網(wǎng)格內(nèi)地震P波初動(dòng)符號(hào)沒(méi)有考慮或權(quán)重較小，所得各個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)間應(yīng)力場(chǎng)計(jì)算結(jié)果相對(duì)較為獨(dú)立；反之，如果D取值較大，網(wǎng)格較小，意味著網(wǎng)格點(diǎn)附近網(wǎng)格中地震的P波初動(dòng)符號(hào)也有一定的權(quán)重，那么所得各個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)間應(yīng)力場(chǎng)則相對(duì)較為平滑，即周?chē)W(wǎng)格點(diǎn)的地震P波初動(dòng)對(duì)其應(yīng)力場(chǎng)計(jì)算存在約束.在本研究中考慮以下兩個(gè)方面：一、對(duì)各網(wǎng)格點(diǎn)應(yīng)力場(chǎng)計(jì)算結(jié)果給予一定的平滑作用；二、部分網(wǎng)格點(diǎn)內(nèi)地震資料較少，充分利用周邊網(wǎng)格點(diǎn)內(nèi)地震資料給予約束，以便給出整個(gè)環(huán)鄂爾多斯塊體周緣的地殼應(yīng)力場(chǎng)，將D取為50km.

圖1 地震震中及斷層分布圖圓表示震中位置，黑線(xiàn)表示斷層.F1牛首山北麓斷裂；F2黃河斷裂；F3銀川—平羅斷裂；F4賀蘭山東麓斷裂帶；F5正誼關(guān)斷裂；F6狼山—巴音烏拉山東麓斷裂；F7色爾騰山山前斷裂；F8鄂爾多斯北緣斷裂；F9烏拉山山前斷裂；F10大青山山前斷裂；F11和林格爾斷裂；F12蠻漢山山前斷裂帶；F13岱?！S旗海南緣斷裂帶；F14口泉斷裂；F15桑干河斷裂；F16恒山北麓斷裂；F17五臺(tái)山北麓斷裂；F18系舟山山前斷裂；F19交城斷裂；F20太谷斷裂；F21霍山斷裂；F22羅云山山前斷裂；F23峨眉臺(tái)地北緣斷裂；F24臨猗斷裂；F25中條山北麓斷裂；F26渭河斷裂；F27秦嶺北麓斷裂；F28華山山前斷裂；F29六盤(pán)山東麓斷裂；F30南、西華山北麓斷裂；F31天景山北麓斷裂；F32煙筒山東麓斷裂；F33會(huì)寧—文崗斷裂；F34馬銜山斷裂；F35臨潭—宕昌斷裂；F36禮縣—羅家堡斷裂；F37麻河沿?cái)嗔?；F38成縣盆地南緣斷裂；F39成縣盆地北緣斷裂；F40光蓋山—迭山北麓斷裂；F41光蓋山—迭山南麓斷裂；F42迭部—白龍江斷裂；F43文縣斷裂；F44平武—青川斷裂.Fig.1 The distribution of earthquake epicenter and seismic faultCircles represent the epicenter，black lines represent fault.F1Niushoushan northern foot fault zone，F(xiàn)2Huanghe fault，F(xiàn)3Yinchuan－Pingluo fault，F(xiàn)4Eastern foot fault zone of Helanshan，F(xiàn)5Zhengyiguan fault，F(xiàn)6Eastern foot fault of Langshan－Bayinwulashan，F(xiàn)7 Piedmont fault of Seerteng mountains，F(xiàn)8Northen marginal fault of Ordos，F(xiàn)9Piedmont fault of Wulashan，F(xiàn)10Piedmont fault of Daqingshan，F(xiàn)11Horinger fault，F(xiàn)12Piedmont fault of Manhanshan，F(xiàn)13Southern marginal fault zone of Daihai－Huangqihai，F(xiàn)14Kouquan fault，F(xiàn)15Sanggan River fault，F(xiàn)16Northen foot fault of Hengshan，F(xiàn)17Northen foot fault of Wutaishan，F(xiàn)18Piedmont fault of Xizhoushan，F(xiàn)19Jiaocheng fault，F(xiàn)20Taigu fault，F(xiàn)21Huoshan fault，F(xiàn)22Piedmont fault of Luoyunshan，F(xiàn)23Northern marginal fault of Emei platform，F(xiàn)24Linyi fault，F(xiàn)25Northen foot fault of Zhongtiaoshan，F(xiàn)26Weihe fault，F(xiàn)27Northen foot fault of Qinling，F(xiàn)28Piedmont fault of Huashan，F(xiàn)29Eastern foot fault of Liupanshan，F(xiàn)30Northen foot fault of Nanhuashan and Xihuashan，F(xiàn)31Northen foot fault of Tianjingshan，F(xiàn)32Eastern foot fault of Yantongshan，F(xiàn)33Huining－Wengang fault，F(xiàn)34Maxianshan fault，F(xiàn)35Lintan—Dangchang fault，F(xiàn)36 Lixian—Luojiabu fault， F37 Maheyan fault， F38 Southern boundary fault of Chengxian Basin，F(xiàn)39Northern boundary fault of Chengxian Basin，F(xiàn)40Northen foot fault of Guanggaishan－Dieshan，F(xiàn)41Southen foot fault of Guanggaishan－Dieshan，F(xiàn)42Diebu－Bailongjiang fault，F(xiàn)43Wenxian fault，F(xiàn)44Pingwu－Qingchuan fault.

圖2 地震震級(jí)（a）和深度（b）分布柱狀圖Fig.2 The histogram of earthquake magnitude（a）and depth（b）

其中，φ、θ、z為地震的經(jīng)度、緯度和深度，φ0、θ0、z0為網(wǎng)格點(diǎn)的經(jīng)度、緯度和深度.我們根據(jù)所用地震事件的深度分布情況（見(jiàn)圖2b），將網(wǎng)格點(diǎn)深度z0取為10km，即應(yīng)力場(chǎng)計(jì)算結(jié)果為地殼內(nèi)10km處應(yīng)力場(chǎng)情況.由P波初動(dòng)符號(hào)權(quán)重隨距離變化關(guān)系可知，距網(wǎng)格點(diǎn)折合距離為41.6km的地震的P波初動(dòng)數(shù)據(jù)只有50%的權(quán)重，距網(wǎng)格點(diǎn)折合距離為75.9km的地震的P波初動(dòng)數(shù)據(jù)只有10%的權(quán)重，而折合距離大于100km地震的P波初動(dòng)數(shù)據(jù)的權(quán)重為2%.在本研究中，當(dāng)距離超過(guò)100km時(shí)其權(quán)重設(shè)置為0（即未考慮折合距離大于100km的地震）.為了保證應(yīng)力場(chǎng)的反演質(zhì)量，我們只選取P波初動(dòng)符號(hào)個(gè)數(shù)大于等于100個(gè)的網(wǎng)格點(diǎn)進(jìn)行反演.

為了確定區(qū)域內(nèi)與P波初動(dòng)數(shù)據(jù)擬合最好的綜合震源機(jī)制解，進(jìn)而分析其平均P、T軸方向，我們采用1°×1°×1°的網(wǎng)格搜索P、B、T軸方位.每一次搜索給出與綜合震源機(jī)制解模型不符合的P波初動(dòng)符號(hào)數(shù)（考慮權(quán)重）與總P波初動(dòng)符號(hào)個(gè)數(shù)（考慮權(quán)重）之比，我們稱(chēng)之為矛盾比.選擇最小矛盾比所對(duì)應(yīng)的P、B、T軸方位作為該區(qū)域的主應(yīng)力方位.由于該方法綜合了多個(gè)地震的P波初動(dòng)數(shù)據(jù)，得到的綜合震源機(jī)制解的P和T軸方位大體可以認(rèn)為是該研究區(qū)域的最大和最小主壓應(yīng)力方位（李欽祖等，1973；許忠淮等，1979，1983，1989）.當(dāng)P波初動(dòng)數(shù)據(jù)足夠多，且有很好的方位覆蓋，則可以獲得約束較好的綜合震源機(jī)制解，即給出網(wǎng)格點(diǎn)處最優(yōu)且可靠的應(yīng)力場(chǎng)方向.

本研究中用于計(jì)算P波射線(xiàn)離源角和方位角所使用的速度模型參數(shù)見(jiàn)表2，該模型參數(shù)依據(jù)由Crust2.0中獲得.

表2 鄂爾多斯塊體地殼速度模型Table 2 The crustal velocity model of the Ordos block

3 應(yīng)力場(chǎng)計(jì)算結(jié)果及分析

圖3 P軸方位和網(wǎng)格點(diǎn)使用P波初動(dòng)符號(hào)數(shù)分布圖Fig.3 The distribution of the azimuth of P axis and the number of P wave first motion data used in each grid

應(yīng)用上文所述資料和方法，我們對(duì)研究區(qū)域進(jìn)行了經(jīng)緯度網(wǎng)格為0.25°×0.25°的空間掃描，獲得了每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)內(nèi)的最優(yōu)綜合震源機(jī)制解，所得的綜合震源機(jī)制解的P、T軸方位空間分布、各個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)所用數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)和矛盾比情況見(jiàn)圖3和圖4.以下的圖件中，為了避免初動(dòng)符號(hào)數(shù)過(guò)少對(duì)結(jié)果可靠性的影響，我們舍棄了網(wǎng)格內(nèi)數(shù)據(jù)加權(quán)后初動(dòng)符號(hào)數(shù)小于50的數(shù)據(jù).為了去除地震發(fā)生較少的網(wǎng)格點(diǎn)，以及避免結(jié)果過(guò)分依賴(lài)于周邊區(qū)域地震數(shù)據(jù)，舍棄了網(wǎng)格點(diǎn)內(nèi)數(shù)據(jù)平均權(quán)重小于0.15網(wǎng)格點(diǎn)的反演結(jié)果.由圖3可見(jiàn)，各個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)內(nèi)P波初動(dòng)符號(hào)數(shù)據(jù)量較為充足，為應(yīng)力場(chǎng)反演結(jié)果的可靠性奠定了基礎(chǔ)，總體來(lái)說(shuō)受地震活動(dòng)性影響，東緣各個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)使用的P波初動(dòng)數(shù)據(jù)量較大，西緣次之，北緣地區(qū)P波初動(dòng)數(shù)據(jù)量最少.由圖4可見(jiàn)，在整個(gè)鄂爾多斯周緣地區(qū)，各個(gè)網(wǎng)格內(nèi)的矛盾比較高，特別是在其西南緣地區(qū)矛盾比最高，一定程度上反映了該區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)的復(fù)雜性，具體原因還有待于進(jìn)一步分析.

參照世界應(yīng)力圖的劃分原則（Zoback，1992），根據(jù)震源機(jī)制解3個(gè)應(yīng)力軸傾角的大小，將震源機(jī)制解類(lèi)型（即其反映的應(yīng)力狀態(tài)）分為6種：正斷型（NF）、正走滑型 （NS）、走滑型 （SS）、逆走滑型（TS）、逆斷型（TF）和不確定型（U）.具體分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表3.根據(jù)上述分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，用不同顏色表示不同類(lèi)型的震源機(jī)制解，不同類(lèi)型震源機(jī)制解的分布情況見(jiàn)圖5.

以下我們根據(jù)P軸方位分布圖、T軸方位分布圖和綜合震源機(jī)制解分布圖，由銀川—吉蘭泰斷陷帶開(kāi)始，沿順時(shí)針?lè)较?，?duì)鄂爾多斯周緣地殼應(yīng)力場(chǎng)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析.

表3 震源機(jī)制解類(lèi)型劃分表Table 3 Categories of tectonic stress regime for focal mechanism

圖4 T軸方位和矛盾比分布圖Fig.4 The distribution of the azimuth of Taxis and the contradictory ratio

3.1 銀川—吉蘭泰斷陷帶內(nèi)應(yīng)力場(chǎng)結(jié)果及分析

銀川—吉蘭泰斷陷帶位于鄂爾多斯塊體西北側(cè)，南起牛首山，北達(dá)狼山以南，由銀川盆地、賀蘭山地壘和吉蘭泰盆地作右行雁裂式排列組成，斷層十分發(fā)育，在第四紀(jì)大多有不同程度的活動(dòng)，它們控制著區(qū)域地貌及沉積的形成和演化.按走向與性質(zhì)，可將斷裂分為三組，即北北東至北東向斷裂、北西向斷裂和東西向斷裂.本斷陷帶內(nèi)北北東至北東向斷裂是第四紀(jì)以來(lái)活動(dòng)性最強(qiáng)的一組斷裂，它不僅控制地塹的形成，而且與地震活動(dòng)關(guān)系也最緊密，其性質(zhì)為張性右旋；北西西向斷裂性質(zhì)為壓性左旋（鄧起東和尤惠川，1985；國(guó)家地震局《鄂爾多斯周緣活動(dòng)斷裂系》課題組，1988）.由圖3可見(jiàn)，在該區(qū)域內(nèi)主壓應(yīng)力軸方位從南向北，總體上由北東向逐漸變?yōu)楸北睎|向，與先前的應(yīng)力場(chǎng)研究結(jié)果較為一致（李孟鑾和趙知軍，1981，1986；趙知軍和劉秀景，1990；趙知軍等，2002；許忠淮等，1989；范俊喜等，2003）；同時(shí)也存在一定差異，具體表現(xiàn)為在銀川以北至烏海以西地區(qū)，前人研究給出的P軸方位為北北東向（薛宏運(yùn)和鄢家全，1984；趙知軍和劉秀景，1990；范俊喜等，2003），我們給出的P軸方位為近南北向，且傾角較大，差異的原因可能和應(yīng)力場(chǎng)計(jì)算分區(qū)大小關(guān)系較大，先前的結(jié)果均為較大區(qū)域的平均結(jié)果，本研究結(jié)果在分區(qū)上更為精細(xì).由圖4可見(jiàn)，P軸存在差異地區(qū)的T軸方位為北西西至北西向，傾角近水平，在銀川盆地和吉蘭泰盆地內(nèi)T軸走向大體上與盆地走向相垂直，反映了盆地的拉張狀態(tài)，故上述差異可能是我們的分區(qū)更小，體現(xiàn)了該區(qū)域的局部應(yīng)力場(chǎng)特征.在圖5中，綜合震源機(jī)制解在銀川盆地和吉蘭泰盆地東南為正斷層，且走向大體為北北東向，和張性盆地及主要斷裂的展布相一致，進(jìn)一步說(shuō)明了拉張正斷層的性質(zhì).在石嘴山至烏海附近區(qū)域，震源機(jī)制解類(lèi)型以不確定型為主，目前推測(cè)其可能和該處有近東西向的正宜關(guān)斷裂有關(guān)，正宜關(guān)斷裂現(xiàn)代活動(dòng)為擠壓兼左旋走滑為主（國(guó)家地震局《鄂爾多斯周緣活動(dòng)斷裂系》課題組，1988），該區(qū)域的應(yīng)力場(chǎng)主要為拉張走滑型，而應(yīng)力場(chǎng)反演的前提條件是被反演應(yīng)力場(chǎng)的研究區(qū)域具有均勻的應(yīng)力場(chǎng)，因此可能是此處應(yīng)力場(chǎng)的不均勻性所致，具體原因還有待進(jìn)一步分析.在磴口以西地區(qū)，綜合震源機(jī)制解類(lèi)型表現(xiàn)為走滑型為主，該走滑型機(jī)制解也表現(xiàn)出一定的逆沖分量，且有兩個(gè)為近純逆沖型，綜合震源機(jī)制解類(lèi)型和該區(qū)域的狼山—巴音烏拉山東麓斷裂的正斷層性質(zhì)不符.但從P、T軸方位來(lái)看，T軸走向與狼山—巴音烏拉山斷裂相垂直（圖4），P軸的走向與主要斷裂相平行（圖3），與先前研究結(jié)果較為一致（趙知軍和劉秀景，1990；趙知軍等，2002）.

圖5 綜合震源機(jī)制解分布圖Fig.5 The distribution of composite focal mechanism

3.2 河套斷陷帶內(nèi)應(yīng)力場(chǎng)結(jié)果及分析

河套斷陷帶位于陰山隆起和鄂爾多斯隆起之間，西界為狼山山前斷裂，東界是和林格爾斷裂，北界為陰山山前斷裂，南界為鄂爾多斯北緣斷裂.廣闊的河套盆地東西長(zhǎng)約440km，南北寬約40～80km，總體走向近東西.河套斷陷帶可劃分為三個(gè)凹陷，即臨河凹陷、白彥花凹陷和呼和凹陷.河套斷陷帶周邊主要發(fā)育正斷層，局部見(jiàn)張扭性正斷層，主要顯示左旋扭動(dòng)特征，其新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)以垂直差異運(yùn)動(dòng)為主.由圖4可見(jiàn)，T軸方位為北北西向，與先前研究結(jié)果較為一致（許忠淮等，1989；范俊喜等，2003；徐紀(jì)人和趙志新，2006），P軸方位為北北東向，但在包頭附近P軸方位出現(xiàn)了北北西向，這一現(xiàn)象在先前分區(qū)較大的研究中沒(méi)有出現(xiàn)（許忠淮等，1989；范俊喜等，2003），但在中國(guó)大陸現(xiàn)代應(yīng)力場(chǎng)圖中也有類(lèi)似情況（謝富仁等；2004），我們認(rèn)為先前研究?jī)H給出了總體趨勢(shì)，本次研究對(duì)研究區(qū)域的細(xì)分，顯示出局部應(yīng)力場(chǎng)的特性和應(yīng)力場(chǎng)的不均勻性.圖5中，在整個(gè)河套斷陷帶內(nèi)，除臨河盆地西部綜合震源機(jī)制解結(jié)果為不確定型，其余區(qū)域的綜合震源機(jī)制解結(jié)果均為正斷層型，且綜合震源機(jī)制解的節(jié)面走向大體與邊界主要斷層走向相一致，節(jié)面由西部的近東西向，向東逐漸變?yōu)楸睎|向，與河套斷陷帶的東界和林格爾斷裂走向相一致，綜合震源機(jī)制解結(jié)果反映了河套斷陷帶現(xiàn)今應(yīng)力狀態(tài)為拉張.

3.3 岱海斷陷帶內(nèi)應(yīng)力場(chǎng)結(jié)果及分析

在岱海斷陷帶內(nèi)，控制岱海斷陷帶的主要斷裂為蠻漢山山前斷裂帶、鞍子山山前斷裂帶和岱?！S旗海南緣斷裂帶，它們沿北東東向展布，均為張性或張扭性正斷層（國(guó)家地震局《鄂爾多斯周緣活動(dòng)斷裂系》課題組，1988）.由圖4可見(jiàn)，T軸的方位和控制岱海斷陷帶的主要斷裂近垂直，且傾角近水平，而此處P軸（見(jiàn)圖3）的傾角較大，說(shuō)明岱海斷陷帶的應(yīng)力類(lèi)型為拉張型應(yīng)力場(chǎng)，P、T軸方位與先前的研究結(jié)果相一致（薛宏運(yùn)和鄢家全，1984；許忠淮等，1989；范俊喜等，2003；謝富仁等；2004）.圖5中綜合震源機(jī)制解結(jié)果為正斷層，且綜合震源機(jī)制解的節(jié)面大體上呈北東東向，該結(jié)果和控制岱海斷陷帶的主要斷裂在性質(zhì)及走向上均相一致，反映了岱海斷陷帶現(xiàn)今應(yīng)力狀態(tài)為拉張型.

3.4 山西斷陷帶內(nèi)應(yīng)力場(chǎng)結(jié)果及分析

山西斷陷帶位于鄂爾多斯塊體的東側(cè)，是由十來(lái)個(gè)大小不等的北東、北東東走向的地塹或半地塹式盆地作右行斜列組成，總體走向北北東，平面上呈“S”形.該帶與陰山隆起相鄰，南與渭河斷陷帶東端的運(yùn)城盆地以隆起相隔，西為鄂爾多斯塊體東部的呂梁山隆起，東為太行山隆起.山西斷陷帶盆地的排列形式、盆地邊界的對(duì)稱(chēng)分布特征、盆地邊緣山地與平原地貌的強(qiáng)烈對(duì)照性，均是斷陷帶整體作右旋剪切拉張的產(chǎn)物，山西斷陷帶是一條右旋剪切拉張帶（鄧起東和尤惠川，1985；胡惠民，1987；國(guó)家地震局《鄂爾多斯周緣活動(dòng)斷裂系》課題組，1988）.由圖3和4可見(jiàn)，在山西斷陷帶內(nèi)P、T軸方位的空間分布總體趨勢(shì)和先前研究結(jié)果較為一致（梁海慶等，1986；許忠淮等，1989；成爾林和張美芳，1990；劉巍等，1993；鄧起東等，1999；范俊喜等，2003；謝富仁等；2004；徐黎明等，2006）.在圖5中，山西斷陷帶綜合震源機(jī)制解總體上為近純正斷層型地震，綜合震源機(jī)制解的節(jié)面大體呈北東東向展布，在各個(gè)盆地內(nèi)部節(jié)面隨盆地邊界的主要控制斷裂的走向變化.在臨汾盆地北端和太原盆地以南一段，震源機(jī)制解較為復(fù)雜.其中臨汾盆地北端的綜合震源機(jī)制解類(lèi)型為正斷走滑型以及個(gè)別震源機(jī)制解表現(xiàn)為走滑型，節(jié)面走向也有別于臨汾盆地的純正斷層機(jī)制解，該處綜合震源機(jī)制解類(lèi)型變化可能與霍山山前斷裂以及靈石隆起相關(guān).霍山山前斷裂發(fā)育在臨汾盆地東緣北段，是山西斷陷帶中結(jié)構(gòu)最復(fù)雜的張扭性斷裂，總體走向15°～20°，斷面傾向北西，傾角65°～75°.可見(jiàn)此處綜合震源機(jī)制解和霍山山前斷裂性質(zhì)相似，我們認(rèn)為此處應(yīng)力場(chǎng)也主要受到霍山山前斷裂的影響而出現(xiàn)了變化.在霍州附近綜合震源機(jī)制解結(jié)構(gòu)為不確定型，呈現(xiàn)出不同于山西地塹帶的局部應(yīng)力場(chǎng)特征，由圖中構(gòu)造可見(jiàn)該處的地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，斷裂走向與周邊的主要斷裂走向存在差異，而近東西向的橫向斷裂的第四紀(jì)活動(dòng)以左旋正傾滑為主，個(gè)別有逆傾滑（國(guó)家地震局《鄂爾多斯周緣活動(dòng)斷裂系》課題組，1988），此處也恰好為太原盆地和臨汾盆地間的靈石隆起，而盆地間的橫向隆起則為剪切帶次級(jí)破裂之間的巖橋區(qū)內(nèi)的一種推擠型隆起（鄧起東等，1973；鄧起東和尤惠川，1985），故我們推測(cè)此處綜合震源機(jī)制解的復(fù)雜性由此處的構(gòu)造復(fù)雜性所引起，或者說(shuō)是此處地震類(lèi)型復(fù)雜，有左旋正傾滑和逆傾滑地震，而應(yīng)力場(chǎng)計(jì)算是我們假定其具有均勻應(yīng)力場(chǎng)，故所得綜合震源機(jī)制解為不確定型，即為復(fù)雜應(yīng)力場(chǎng)的一個(gè)平均，霍州附近區(qū)域的應(yīng)力場(chǎng)還有待進(jìn)一步深入研究.

3.5 渭河斷陷帶內(nèi)應(yīng)力場(chǎng)結(jié)果及分析

渭河斷陷帶位于鄂爾多斯塊體南緣、秦嶺斷塊山地以北，由渭河、運(yùn)城、靈寶三個(gè)斷陷盆地及其他構(gòu)造單元如凸起和小型斷塊山地組成，總體呈近東西向分布，向東逐漸轉(zhuǎn)為北東東向，東北部與山西斷陷帶為鄰，西端與鄂爾多斯西南邊界弧形斷裂束相接.盆地兩側(cè)均為正斷層所控制，盆地為左旋剪切拉張帶（鄧起東和尤惠川，1985；胡惠民，1987；國(guó)家地震局《鄂爾多斯周緣活動(dòng)斷裂系》課題組，1988）.由圖3和圖4可見(jiàn)，P、T軸總體方位分布和先前研究結(jié)果較為一致（薛宏運(yùn)和鄢家全，1984；許忠淮等，1989；范俊喜等，2003；謝富仁等；2004；徐黎明等，2006）.T軸方位大體上呈北北西，大體與渭河盆地內(nèi)斷陷盆地走向近垂直，傾角近水平；P軸傾角較大，反映了渭河斷陷帶現(xiàn)今處于拉張型應(yīng)力狀態(tài)，與盆地構(gòu)造相吻合.在圖5中，綜合震源機(jī)制解結(jié)果在渭河斷陷帶內(nèi)均為正斷層型為主，部分綜合震源機(jī)制解有少量的走滑分量，節(jié)面總體分布與盆地走向相吻合.從綜合震源機(jī)制解類(lèi)型來(lái)看，本區(qū)域內(nèi)現(xiàn)今應(yīng)力狀態(tài)以拉張為主.

3.6 鄂爾多斯塊體西南邊緣應(yīng)力場(chǎng)結(jié)果及分析

鄂爾多斯塊體的西南邊緣（從寧夏南部中寧、中衛(wèi)一帶至陜西寶雞）是一條特殊性質(zhì)的邊界，它沒(méi)有發(fā)育拉張性質(zhì)為主的地塹式盆地，而是以一組向北突出的弧形斷裂為特色.這些弧形斷裂第四紀(jì)以來(lái)以強(qiáng)烈的擠壓性質(zhì)及左旋走滑運(yùn)動(dòng)區(qū)別與鄂爾多斯邊緣的其他活動(dòng)斷裂（鄧起東和尤惠川，1985；胡惠民，1987；國(guó)家地震局《鄂爾多斯周緣活動(dòng)斷裂系》課題組，1988）.由圖3和圖4可見(jiàn)，該區(qū)域的P軸方位大體上以北東至北北東向?yàn)橹?，傾角較為水平；T軸呈北西至北西西向，傾角較小，但稍大于P軸傾角，P、T軸方位大體上和先前結(jié)果較為一致（薛宏運(yùn)和鄢家全，1984；許忠淮等，1989；杜興信和邵輝成，1999；范俊喜等，2003；謝富仁等；2004；張輝等，2012）.從P、T軸傾角均較小，T軸傾角略大于P軸來(lái)看，該區(qū)域的應(yīng)力類(lèi)型應(yīng)為剪切兼擠壓型.在圖5中，該區(qū)域的綜合震源機(jī)制解類(lèi)型較為復(fù)雜，用上述震源機(jī)制解的分類(lèi)方法所分的幾種類(lèi)型在該區(qū)域均有，在海原—景泰斷裂至牛首山斷裂間，綜合震源機(jī)制解類(lèi)型大多為正斷層型，與先前認(rèn)為該區(qū)域的逆沖兼有左旋走滑性質(zhì)不一致，具體原因還有待于進(jìn)一步研究.從海原向南綜合震源機(jī)制解類(lèi)型變?yōu)槟鏇_兼走滑型，逐漸過(guò)渡到走滑型，但細(xì)看震源機(jī)制解，我們不難發(fā)現(xiàn)被分為不確定型的和走滑型的綜合震源機(jī)制解中都含有一定的逆沖分量，在一定程度上反映了該區(qū)域的應(yīng)力場(chǎng)中均存在擠壓分量.至于用上述震源機(jī)制解分類(lèi)方法，分得的結(jié)果致使部分綜合震源機(jī)制解沒(méi)有顯示出其所含的逆沖性，可能是所用分類(lèi)方法的區(qū)分度有限，只能歸結(jié)為上述的6種類(lèi)型.由海原至隴縣的綜合震源機(jī)制解均具有逆沖和走滑分量，可見(jiàn)該區(qū)域的應(yīng)力場(chǎng)應(yīng)為擠壓走滑型.本區(qū)域的研究結(jié)果與先前的認(rèn)識(shí)大體上一致，但逆沖強(qiáng)度較先前認(rèn)識(shí)的要弱，具體原因仍需進(jìn)一步研究.

3.7 鄂爾多斯塊體鄰近地區(qū)應(yīng)力場(chǎng)結(jié)果及分析

由圖3和圖4可見(jiàn)，在甘東南地區(qū)，P軸走向從蘭州向南至文縣，逐漸由北北東向轉(zhuǎn)為近東西向，T軸走向由北西西轉(zhuǎn)為近南北向，和卜玉菲等（2013）利用甘東南寬頻帶流動(dòng)臺(tái)陣以及周邊固定臺(tái)站P波初動(dòng)資料所得結(jié)果以及張輝等（2007）利用震源機(jī)制解所得應(yīng)力場(chǎng)結(jié)果大體上一致.從圖5看，該區(qū)域的綜合震源機(jī)制解結(jié)果較為復(fù)雜，在漳縣和岷縣一帶綜合震源機(jī)制解為正斷走滑型，P、T軸在方位上與卜玉菲等（2013）接近，本研究中給出的P軸傾角大于T軸傾角，與卜玉菲等（2013）的關(guān)于P、T軸傾角結(jié)果剛好相反，兩個(gè)研究所用數(shù)據(jù)量大小相近，但本研究結(jié)果此處矛盾比相對(duì)較高，此處應(yīng)力場(chǎng)結(jié)果還有待于進(jìn)一步探討.

從河北石家莊向南至河南許昌地區(qū)，P軸方位由北向南，從西向東，逐漸由北東東向轉(zhuǎn)為近東西向，P軸的傾角從西向東，傾角逐漸變得更加水平，表明由鄂爾多斯周緣的拉張型應(yīng)力場(chǎng)向外逐漸過(guò)渡.T軸方位呈北北西至南北向，隨P軸一同呈現(xiàn)出規(guī)律性變化.上述P、T軸方位分布結(jié)果和已有研究結(jié)果較為一致（許忠淮等，1989；杜興信和邵輝成，1999；徐紀(jì)人和趙志新，2006）.

4 鄂爾多斯塊體周緣斷陷盆地成因推測(cè)

先前許多學(xué)者認(rèn)為鄂爾多斯塊體存在旋轉(zhuǎn)（蘇剛，1984；徐錫偉等，1994；邵輝成和蘇剛，1999；張希等，2002；陳小斌等，2005）；也有學(xué)著認(rèn)為鄂爾多斯塊體不存在旋轉(zhuǎn)（鄧起東和尤惠川，1985；鄧起東等，1999；許忠淮等，2000），因?yàn)樵谄鋿|北緣地區(qū)和外圍是相連的，沒(méi)有環(huán)向的走滑斷層活動(dòng).且不論是順時(shí)針旋轉(zhuǎn)還是逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，和其東西兩側(cè)的右旋剪切拉張帶以及南北兩側(cè)的左旋剪切拉張帶性質(zhì)相矛盾；若鄂爾多斯塊體是相對(duì)堅(jiān)硬且旋轉(zhuǎn)的塊體，則其周緣的運(yùn)動(dòng)速度或是地震活動(dòng)性應(yīng)大體一致，但其西北角地震活動(dòng)性明顯低于其他區(qū)域.我們的研究結(jié)果表明，在環(huán)繞鄂爾多斯周緣的銀川—吉蘭泰斷陷帶、河套斷陷帶、岱海斷陷帶、山西斷陷帶和渭河斷陷帶內(nèi)，綜合震源機(jī)制解結(jié)果均以正斷層型為主，且綜合震源機(jī)制解節(jié)面走向的變化與控制斷陷帶邊界的主要斷裂走向相一致，拉張軸近似垂直于斷層走向，與鄂爾多斯周緣斷陷帶現(xiàn)今的拉張狀態(tài)相一致.為了合理解釋這一現(xiàn)象，我們由鄧起東和尤惠川（1985）的研究入手，他們利用帶有剛性橢圓核的無(wú)限平板在遠(yuǎn)場(chǎng)壓應(yīng)力作用下的平面應(yīng)力問(wèn)題分析了鄂爾多斯周緣的構(gòu)造活動(dòng)及應(yīng)力場(chǎng)，得到鄂爾多斯周緣地區(qū)可以分為四個(gè)區(qū)域，其中西北和東南兩區(qū)為凹陷區(qū)，東北和西南兩個(gè)區(qū)為擠壓隆起區(qū)，上述研究結(jié)果大體上和我們所獲得的應(yīng)力場(chǎng)結(jié)果相一致，但在東北區(qū)我們的應(yīng)力場(chǎng)結(jié)果為拉張型，與之相矛盾.鄂爾多斯東北區(qū)也為張性的盆地為主，與鄧起東和尤惠川（1985）的擠壓隆起區(qū)結(jié)果相矛盾，而和本研究結(jié)果較為符合.鄂爾多斯東北緣地區(qū)存在多個(gè)相互平行的拉張盆地，我國(guó)著名的大同第四紀(jì)火山群分布在這一區(qū)域，火山巖包裹體研究揭示，在第四紀(jì)時(shí)期，該地區(qū)上地幔仍然繼續(xù)其底辟上涌過(guò)程（陳孝德等，1997；陳孝德等，2001）.地震成像研究揭示，該地區(qū)在上地幔范圍內(nèi)存在明顯的低速異常（何正勤等，2009）.綜合上述研究結(jié)果，我們推測(cè)在鄂爾多斯東北緣地區(qū)，盆地下方深部物質(zhì)的上涌形成的拉張作用大于鄧起東和尤惠川（1985）推導(dǎo)出的擠壓作用，故表現(xiàn)為拉張性.鄂爾多斯塊體在其西南角受到來(lái)自青藏高原北東向的擠壓力作用，其余區(qū)域均受到北西—南東向的水平拉張力作用，由于其自身是一個(gè)較為穩(wěn)定的塊體，故而在其周緣形成了一系列的斷陷盆地.在鄂爾多斯塊體周緣及附近區(qū)域，主應(yīng)變場(chǎng)為NEE－SWW方向壓縮與NNW－SSE方向擴(kuò)張；主張應(yīng)變大于主壓應(yīng)變，并推測(cè)其原因很可能是與華北地殼的底部受到地幔物質(zhì)上隆作用而產(chǎn)生的NW－SE方向的擴(kuò)張力有關(guān)（張靜華等，2004）.沈正康等（2003）給出的鄂爾多斯周緣地區(qū)擴(kuò)容率相對(duì)較大，鄂爾多斯周緣的應(yīng)變場(chǎng)以及擴(kuò)容率與鄂爾多斯塊體處于北北西—南南東向的水平拉張力作用為主的應(yīng)力場(chǎng)相符.至此，鄂爾多斯塊體在西南角受到來(lái)自青藏高原的擠壓和其東北角深部物質(zhì)上涌形成的拉張力的聯(lián)合作用，上述作用使得鄂爾多斯周緣地區(qū)除西南區(qū)為擠壓區(qū)外，其余區(qū)域均為剪切拉張區(qū)得到了合理的解釋?zhuān)⑴c先前研究認(rèn)為鄂爾多斯周緣地區(qū)處于引張應(yīng)力場(chǎng)作用相符合（高名修，1979；成爾林和張美芳，1990；劉巍等，1995），較好地解釋了環(huán)鄂爾多斯周緣的斷陷盆地構(gòu)造，亦符合鄂爾多斯塊體東西兩側(cè)的右旋剪切拉張帶以及南北兩側(cè)的左旋剪切拉張帶.

5 結(jié)論

我們將綜合震源機(jī)制解法應(yīng)用于鄂爾多斯周緣地殼應(yīng)力場(chǎng)的計(jì)算，使用了2007年8月1日至2013年7月21日鄂爾多斯塊體周緣發(fā)生的8499個(gè)地震的49844個(gè)P波初動(dòng)符號(hào)資料，所得的0.25°×0.25°應(yīng)力場(chǎng)結(jié)果基本上覆蓋了鄂爾多斯周緣地區(qū).

根據(jù)鄂爾多斯塊體周緣地區(qū)應(yīng)力場(chǎng)的初步結(jié)果，我們得到鄂爾多斯塊體周緣地殼應(yīng)力場(chǎng)具有以下特征：

（1）在環(huán)繞鄂爾多斯周緣的銀川—吉蘭泰斷陷帶、河套斷陷帶、岱海斷陷帶、山西斷陷帶和渭河斷陷帶內(nèi)，綜合震源機(jī)制解結(jié)果以正斷層型為主，且綜合震源機(jī)制解節(jié)面走向大體與控制斷陷帶邊界的主要斷裂走向相一致，與鄂爾多斯周緣斷陷帶現(xiàn)今的拉張狀態(tài)相一致.

（2）在鄂爾多斯西南緣，綜合震源機(jī)制解類(lèi)型主要為逆沖、逆沖走滑和走滑型，反映了鄂爾多斯塊體在西南緣受到青藏高原北東向的擠壓作用.鄂爾多斯西南緣的應(yīng)力場(chǎng)的主壓應(yīng)力方向在遠(yuǎn)處為東向，源自于青藏高原向東北擠壓的作用，靠近鄂爾多斯塊體表現(xiàn)為北東—南西向.

（3）P軸方位在局部地區(qū)變化較大，但總體呈現(xiàn)規(guī)律性變化.P軸方位在鄂爾多斯塊體西緣，從南向北，主壓應(yīng)力軸方位更加偏北；在其北緣，由西向東，主壓應(yīng)力軸方位更加偏東.在其南緣和東緣，主壓應(yīng)力軸方位變化不大，大體上平行于控制各斷陷帶主要斷裂的走向.P軸傾角在西南緣為近水平，在其周緣各盆地內(nèi)P軸傾角近直立.

（4）T軸方位總體表現(xiàn)為北西—南東向；在鄂爾多斯周緣的斷陷帶內(nèi)，T軸走向大體與控制斷陷帶主要斷裂走向以及斷陷盆地走向相垂直.

（5）鄂爾多斯塊體在其西南角受到來(lái)自青藏高原的北東向擠壓和其東北角深部物質(zhì)上涌形成的北西—南東向拉張力聯(lián)合作用，上述作用使得鄂爾多斯周緣地區(qū)除西南區(qū)為擠壓區(qū)外，其余區(qū)域均為剪切拉張區(qū)，與先前研究認(rèn)為鄂爾多斯周緣地區(qū)處于引張應(yīng)力場(chǎng)作用相符合，較好地解釋了環(huán)鄂爾多斯周緣的斷陷盆地構(gòu)造，與鄂爾多斯塊體東西兩側(cè)的右旋剪切拉張帶以及南北兩側(cè)的左旋剪切拉張帶相符合.

6 地震目錄誤差對(duì)結(jié)果的影響與結(jié)果討論

圖6 加入隨機(jī)誤差后應(yīng)力場(chǎng)計(jì)算結(jié)果施密特圖實(shí)心圓、三角形和正方形分別表示未加入誤差時(shí)綜合震源機(jī)制解的P、B和T軸方向；空心圖形表示加入隨機(jī)誤差后的計(jì)算結(jié)果.圖（a）中震中位置和震源深度誤差均為［－5km，5km］之間，圖（b）中震中位置誤差同圖（a），震源深度誤差為［－10km，10km］.Fig.6 Schmidt projection of the stress field calculation results after adding random errorCircle，triangle and square indicate the direction of P，Band Taxis of the composite focal mechanism by using the data without random error，respectively.The corresponding hollow symbols indicate the calculation results of the data with random error.The error of hypocenter and focal depth is between－5km and 5km in figure（a），figure（b）with the same hypocenter error as figure（a），the error of focal depth is between－10km and 10km in figure（b）.

地震目錄中事件參數(shù)的測(cè)定誤差總是不可避免的，震中位置及震源深度測(cè)定誤差會(huì)影響到P波初動(dòng)符號(hào)在震源球上的位置，這將會(huì)對(duì)計(jì)算結(jié)果產(chǎn)生何種影響及其影響程度如何？對(duì)此我們采用類(lèi)似蔣長(zhǎng)勝等（2013）的方法，對(duì)地震目錄中的地震位置參數(shù)加入隨機(jī)誤差的方式來(lái)考察研究結(jié)果的穩(wěn)健性.我們選擇了研究區(qū)域中經(jīng)、緯度分別為112.25°、40.25°的網(wǎng)格點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試，由圖3和圖4可見(jiàn)，該網(wǎng)格點(diǎn)的P波初動(dòng)符號(hào)數(shù)和矛盾比均處于中等水平，故我們選擇該網(wǎng)格點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試.我們對(duì)該網(wǎng)格點(diǎn)計(jì)算應(yīng)力場(chǎng)時(shí)所用的地震震中位置和震源深度均加入隨機(jī)誤差，再根據(jù)加入隨機(jī)誤差后的數(shù)據(jù)計(jì)算應(yīng)力場(chǎng)，反復(fù)進(jìn)行1000次試算以考察事件參數(shù)誤差對(duì)應(yīng)力場(chǎng)計(jì)算結(jié)果的影響.第一次試驗(yàn)震中位置和震源深度加入的隨機(jī)誤差均為［－5km，5km］之間，所得結(jié)果見(jiàn)圖6a；第二次試驗(yàn)震中位置誤差同第一次試驗(yàn)，震源深度誤差為［－10km，10km］之間，所得結(jié)果見(jiàn)圖6b.由圖6可見(jiàn)，加入隨機(jī)誤差后應(yīng)力場(chǎng)計(jì)算結(jié)果受到了一定程度的影響，且深度誤差增大后，計(jì)算結(jié)果離散程度增大，但整體來(lái)看計(jì)算結(jié)果還是穩(wěn)健的，反映了雖然地震目錄中事件參數(shù)的不確定性會(huì)影響到應(yīng)力場(chǎng)計(jì)算結(jié)果，但當(dāng)數(shù)據(jù)量較大時(shí)，應(yīng)力場(chǎng)計(jì)算結(jié)果受到地震事件參數(shù)測(cè)定誤差的影響較小.這一現(xiàn)象的原因可能是由于綜合震源機(jī)制解法應(yīng)用了大量的P波初動(dòng)數(shù)據(jù)，大量數(shù)據(jù)間的隨機(jī)誤差相互抑制，因而所得應(yīng)力場(chǎng)計(jì)算結(jié)果相對(duì)較穩(wěn)定.

在本研究中地震參數(shù)我們直接使用了中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)給出的地震目錄，沒(méi)有對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步的精確定位，一方面因?yàn)樵趯?duì)地震進(jìn)行精定位時(shí)，對(duì)地震觀測(cè)要求較高，如地震事件須被4個(gè)以上臺(tái)站記錄到，這樣會(huì)導(dǎo)致部分小地震事件不滿(mǎn)足精定位要求而被舍棄，其初動(dòng)符號(hào)也就不能夠被用于應(yīng)力場(chǎng)計(jì)算，這將會(huì)使可用初動(dòng)符號(hào)數(shù)大大減少；另一方面由上述試驗(yàn)結(jié)果可見(jiàn)，在P波初動(dòng)數(shù)據(jù)量較大時(shí)，地震事件的參數(shù)對(duì)應(yīng)力場(chǎng)計(jì)算結(jié)果的影響較小，故沒(méi)有對(duì)地震事件進(jìn)行精定位.地震參數(shù)對(duì)于應(yīng)力場(chǎng)計(jì)算結(jié)果終究有一定程度的影響，且當(dāng)參與計(jì)算的數(shù)據(jù)量較少時(shí)，影響可能會(huì)增大，因而在后續(xù)研究中應(yīng)予以重視.鄂爾多斯塊體周緣主應(yīng)力方向分布情況，和先前研究結(jié)果總體上較為一致（薛宏運(yùn)和鄢家全，1984；許忠淮等，1989；范俊喜等，2003；謝富仁等；2004；徐黎明等，2006）.同時(shí)，所給出的精細(xì)應(yīng)力場(chǎng)中也出現(xiàn)了和先前研究不一致的地方，如鄂爾多斯塊體西南緣的逆沖程度不如先前認(rèn)為的強(qiáng)烈等，有個(gè)別地區(qū)出現(xiàn)了應(yīng)力場(chǎng)方向的突然變化的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象體現(xiàn)了應(yīng)力場(chǎng)的不均勻性還是由于其他原因所致，若是應(yīng)力場(chǎng)不均勻性的體現(xiàn)，其和局部地質(zhì)構(gòu)造的關(guān)系又是什么？上述現(xiàn)象的解釋和探究將是我們下一步的研究工作.

致謝中國(guó)地震局地球物理研究所“國(guó)家數(shù)字測(cè)震臺(tái)網(wǎng)數(shù)據(jù)備份中心”為本研究提供地震波形數(shù)據(jù)；中國(guó)地震局地球物理研究所蔣長(zhǎng)勝研究員給予的幫助和指導(dǎo)；文中部分圖件利用Generic Mapping Tools（GMT）（Wessel ＆Smith，1 9 9 5）繪制的，審稿人的建議對(duì)本文質(zhì)量的提高有很大幫助，在此一并致謝.

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