南北地震带应力场演变的数值模拟研究及东昆仑地震带地震发生序列的数值模拟

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1、中国地震局分析预报中心硕士学位论文南北地震带应力场演变的数值模拟研究及东昆仑地震带地震发生序列的数值模拟姓名：曹雪峰申请学位级别：硕士专业：固体地球物理学指导教师：王炜;尹京苑2003.6.24摘要南北地震带是中国人陆东硝部之间的一条狭长的过渡地带，它不仅是地势、重力和地壳厚度的梯度带，而且其地震活动水平之高也为世人所瞩目。本文第～部分内容总结了南北地震带地腱活动规律，在研究中国人陆及邻区的地质构造、介质参数和外部边界条件的基础上建立了地质模型，利用基丁．粘弹性本构方程的有限元法对南北地震带应力场演变过程进行了数值摸拟，井根据模拟计算

2、结果揭示了南北地震带地震活动特征产生的可能原因。通过对欧弧板块的受力环境的研究，根据其周边板块相对欧亚板块的运动方向和赫值，确定了数值模拟所采用的边界条件。模拟结果表明，板块边界的形状与动力条件是模型内部府力场分布的决定因素。板块边界的推挤为板块内部应力场演变提供了动力，它的大小、方向决定了模型内部靠近边界区域的应力场的量级、方向并进而影响到内部区域。板块内部断层的分布、走向对模型内部麻力场分布起到了最主要的影响作用。由砥部印度板块东北北向和尔部太平洋扳块西向推挤作用决定，并受内部断层分布的影响，模拟所得南北地震带整体体麻力水平较高，

3、由嘏向东变化梯度大，这是南北带地震活动性强的应力背景。详细的调研发现，包括地壳和上地幔顶部在内的大陆岩石圈可以被视为由幂指数流变率控制薄层，据此，我们在模拟中利用粘弹材料来模拟地壳应力场的演变。模拟结果显示，粘弹材料的虑川对计算所得的麻力场分布及演变发挥了重要作用。由于粘弹材料的松弛属性，现时地壳应力状态处于一种缓慢平稳增大的状态，它是在周围板块边界条件作用和自身内部地质属性限制F长期演变累积的结果。对研究区内典型位置点麻力变化曲线的分析表明，模拟中每个计算子步的应力增量是由此前一定时间内各步载荷产生应力增量的线性叠加。推断板块活动活

4、跃期内印度板块的东北向推挤产生的应力增量及其由南向北的扩展可能是南北地震带地震迁移现象的动力原冈，可能是导致南北地震带地震定向迁移的触发因素。作山在各个模拟计算子步南北地震带的体应力和晟大水平剪切应力的等值线图，分析南北地震带麻力场演变过程，可以推断南北地震带较高的应力水平的动力原因主要来源丁印度扳块的推挤。南北地震带作为青藏块体的尔缘，体应力沿印度板块推挤方向从两南向尔北逐步扩展，印度扳块的北尔向推挤作_I=}j是整个南北地震带区域鹿力升高的动力I夭

5、素。在此动力源作HjF，南北地震带麻力场演变具有从南向北、从矾向东的迁移特征。当然

6、，我们说的惠力从南向北的推移并不是类似丁波动传播的过程，而是指南北地震带地区的体席力在增人过稃中，中南段总是先于北段达到一定的量值。从应力场演变的等值线图中还看出同一簧值的等值线具有从南向北，从两向东移动的特征。结合戍力分析，还对南北地震带中强地震南强北弱、人震北强南弱的总体地震活动性特征的可能产生原冈进行了讨论。尔昆仑地震构造带是青藏高原隆起中部沿着东昆仑山山脉发育一组北荫曲近东婀向左旋走滑断裂带。2001年11月14日，在东昆仑山断裂带上发生了一次罕见的Ms8．1级昆仑山库塞湖地震。这一地震事件引起了国内外地学界的广泛关注。本文第

7、二部分内容结合对尔～l一比仑地震带晟新研究成果，联系永昆仑断裂带上发生的前两次大震对其发震序列进行了数值模拟。研究结果表明，东昆仑断裂带上的地震向东迁移现象是由其特有的几何学结构所决定的．断裂带整体的左旋走滑运动为这一迁移现象的发生提供了动力来源。根据两次地震破裂后研究区麻力场的调整规律，推断东火滩一西大滩段最有可能成为下一次大地震的发生地，升由应力场调整的人小和经历时间的长短推断昆仑山库赛湖地震后在东昆仑断裂带上再次发生r一次人地震的可能时间应在6年左右。关键词：数值模拟南北地震带体应力最大水平剪应力地震迁移东昆仑断裂带库赛湖地震东

8、西大滩段一2一AbstractThenorth—southseismicbeltisaintergradationbeltbetweentheeastChinaandwestChina，whichisnotonlygradientbeltoftopography,gravityandlithospherethickness．butalsohasstartlinghighlevelofseismicactivity．Thefirstportionofthisthesishassummarizedthe1awofearthquakeact

9、ivity,studiedtectonicsetting，mediumconstantsandouterboundaryconditionsofChinesemainlandanditsnearbyregions，and