南北地震帶應(yīng)力場演變的數(shù)值模擬研究及東昆侖地震帶地震發(fā)生序列的數(shù)值模擬

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1、中國地震局分析預(yù)報中心碩士學(xué)位論文南北地震帶應(yīng)力場演變的數(shù)值模擬研究及東昆侖地震帶地震發(fā)生序列的數(shù)值模擬姓名：曹雪峰申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：固體地球物理學(xué)指導(dǎo)教師：王煒;尹京苑2003.6.24摘要南北地震帶是中國人陸東硝部之間的一條狹長的過渡地帶，它不僅是地勢、重力和地殼厚度的梯度帶，而且其地震活動水平之高也為世人所矚目。本文第～部分內(nèi)容總結(jié)了南北地震帶地腱活動規(guī)律，在研究中國人陸及鄰區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造、介質(zhì)參數(shù)和外部邊界條件的基礎(chǔ)上建立了地質(zhì)模型，利用基?。硰椥员緲?gòu)方程的有限元法對南北地震帶應(yīng)力場演變過程進行了數(shù)值摸擬，井根據(jù)模擬計算

2、結(jié)果揭示了南北地震帶地震活動特征產(chǎn)生的可能原因。通過對歐弧板塊的受力環(huán)境的研究，根據(jù)其周邊板塊相對歐亞板塊的運動方向和赫值，確定了數(shù)值模擬所采用的邊界條件。模擬結(jié)果表明，板塊邊界的形狀與動力條件是模型內(nèi)部府力場分布的決定因素。板塊邊界的推擠為板塊內(nèi)部應(yīng)力場演變提供了動力，它的大小、方向決定了模型內(nèi)部靠近邊界區(qū)域的應(yīng)力場的量級、方向并進而影響到內(nèi)部區(qū)域。板塊內(nèi)部斷層的分布、走向?qū)δＰ蛢?nèi)部麻力場分布起到了最主要的影響作用。由砥部印度板塊東北北向和爾部太平洋扳塊西向推擠作用決定，并受內(nèi)部斷層分布的影響，模擬所得南北地震帶整體體麻力水平較高，

3、由嘏向東變化梯度大，這是南北帶地震活動性強的應(yīng)力背景。詳細(xì)的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，包括地殼和上地幔頂部在內(nèi)的大陸巖石圈可以被視為由冪指數(shù)流變率控制薄層，據(jù)此，我們在模擬中利用粘彈材料來模擬地殼應(yīng)力場的演變。模擬結(jié)果顯示，粘彈材料的慮川對計算所得的麻力場分布及演變發(fā)揮了重要作用。由于粘彈材料的松弛屬性，現(xiàn)時地殼應(yīng)力狀態(tài)處于一種緩慢平穩(wěn)增大的狀態(tài)，它是在周圍板塊邊界條件作用和自身內(nèi)部地質(zhì)屬性限制F長期演變累積的結(jié)果。對研究區(qū)內(nèi)典型位置點麻力變化曲線的分析表明，模擬中每個計算子步的應(yīng)力增量是由此前一定時間內(nèi)各步載荷產(chǎn)生應(yīng)力增量的線性疊加。推斷板塊活動活

4、躍期內(nèi)印度板塊的東北向推擠產(chǎn)生的應(yīng)力增量及其由南向北的擴展可能是南北地震帶地震遷移現(xiàn)象的動力原岡，可能是導(dǎo)致南北地震帶地震定向遷移的觸發(fā)因素。作山在各個模擬計算子步南北地震帶的體應(yīng)力和晟大水平剪切應(yīng)力的等值線圖，分析南北地震帶麻力場演變過程，可以推斷南北地震帶較高的應(yīng)力水平的動力原因主要來源丁印度扳塊的推擠。南北地震帶作為青藏塊體的爾緣，體應(yīng)力沿印度板塊推擠方向從兩南向爾北逐步擴展，印度扳塊的北爾向推擠作_I=}j是整個南北地震帶區(qū)域鹿力升高的動力I夭

5、素。在此動力源作HjF，南北地震帶麻力場演變具有從南向北、從礬向東的遷移特征。當(dāng)然

6、，我們說的惠力從南向北的推移并不是類似丁波動傳播的過程，而是指南北地震帶地區(qū)的體席力在增人過稃中，中南段總是先于北段達到一定的量值。從應(yīng)力場演變的等值線圖中還看出同一簧值的等值線具有從南向北，從兩向東移動的特征。結(jié)合戍力分析，還對南北地震帶中強地震南強北弱、人震北強南弱的總體地震活動性特征的可能產(chǎn)生原岡進行了討論。爾昆侖地震構(gòu)造帶是青藏高原隆起中部沿著東昆侖山山脈發(fā)育一組北蔭曲近東婀向左旋走滑斷裂帶。2001年11月14日，在東昆侖山斷裂帶上發(fā)生了一次罕見的Ms8．1級昆侖山庫塞湖地震。這一地震事件引起了國內(nèi)外地學(xué)界的廣泛關(guān)注。本文第

7、二部分內(nèi)容結(jié)合對爾～l一比侖地震帶晟新研究成果，聯(lián)系永昆侖斷裂帶上發(fā)生的前兩次大震對其發(fā)震序列進行了數(shù)值模擬。研究結(jié)果表明，東昆侖斷裂帶上的地震向東遷移現(xiàn)象是由其特有的幾何學(xué)結(jié)構(gòu)所決定的．?dāng)嗔褞дw的左旋走滑運動為這一遷移現(xiàn)象的發(fā)生提供了動力來源。根據(jù)兩次地震破裂后研究區(qū)麻力場的調(diào)整規(guī)律，推斷東火灘一西大灘段最有可能成為下一次大地震的發(fā)生地，升由應(yīng)力場調(diào)整的人小和經(jīng)歷時間的長短推斷昆侖山庫賽湖地震后在東昆侖斷裂帶上再次發(fā)生r一次人地震的可能時間應(yīng)在6年左右。關(guān)鍵詞：數(shù)值模擬南北地震帶體應(yīng)力最大水平剪應(yīng)力地震遷移東昆侖斷裂帶庫賽湖地震東

8、西大灘段一2一AbstractThenorth—southseismicbeltisaintergradationbeltbetweentheeastChinaandwestChina，whichisnotonlygradientbeltoftopography,gravityandlithospherethickness．butalsohasstartlinghighlevelofseismicactivity．Thefirstportionofthisthesishassummarizedthe1awofearthquakeact

9、ivity,studiedtectonicsetting，mediumconstantsandouterboundaryconditionsofChinesemainlandanditsnearbyregions，and