青藏高原巴顏喀拉塊體強(qiáng)震動(dòng)力學(xué)過程數(shù)值模擬.pdf

1、青藏高原是我國最主要的地震活動(dòng)區(qū)，是我國板內(nèi)6個(gè)Ⅰ級(jí)活動(dòng)塊體之一，也是我國地震活動(dòng)最為強(qiáng)烈的塊體。近十幾年來一系列7級(jí)以上強(qiáng)震全部發(fā)生在巴顏喀拉塊體邊界斷裂帶上。而圍繞巴顏喀拉塊體邊界發(fā)生的多次強(qiáng)震之間的相互影響和關(guān)聯(lián)則是一個(gè)值得深入研究的科學(xué)問題，受到許多學(xué)者的關(guān)注。該文以青藏高原為目標(biāo)分別建立了彈性殼單元有限元模型和三維黏彈性有限元模型，對(duì)巴顏喀拉塊體周緣強(qiáng)震動(dòng)力學(xué)過程進(jìn)行數(shù)值模擬研究。
　　 論文建立了彈性殼單元有限元模型

2、，模擬了印度板塊持續(xù)向北推進(jìn)、擠壓對(duì)巴顏喀拉塊體及鄰區(qū)的影響。通過降低強(qiáng)震發(fā)生位置處單元楊氏模量的方法來模擬1900年以來發(fā)生在巴顏喀拉塊體及周緣Ms7.0級(jí)以上強(qiáng)震，計(jì)算強(qiáng)震序列中前面地震對(duì)后續(xù)地震的影響。模擬結(jié)果表明：1)巴顏喀拉塊體背景場應(yīng)力水平大致為塊體西部等效應(yīng)力大，自西向東逐漸遞減；在巴顏喀拉塊體西部和中部等效應(yīng)力從南向北逐漸遞減；在巴顏喀拉塊體的東部地區(qū)等效應(yīng)力相對(duì)較??；2)模擬的14次地震中，第一次地震后有8次發(fā)生在前面

3、強(qiáng)震所引起的等效應(yīng)力增大的區(qū)域內(nèi)，1次發(fā)生在等效應(yīng)力增大和減小的過渡區(qū)域內(nèi)，3次發(fā)生在等效應(yīng)力減小的區(qū)域內(nèi)，1次不好判斷；3)從強(qiáng)震序列所引起的應(yīng)力相互作用來看，歷史地震對(duì)1970年以來發(fā)生的地震影響結(jié)果為：1963年4月19日阿蘭湖Ms7.0地震對(duì)1973年2月6日爐霍Ms7.6地震無影響，歷史地震加速了1973年7月14日亦基臺(tái)錯(cuò)Ms7.3、1997年11月8日瑪尼Ms7.5、2001年11月14日昆侖山口西Ms8.1地震的發(fā)生；昆

4、侖山口西地震對(duì)2008年5月12日汶川Ms8.0地震的影響較小；汶川地震對(duì)2010年4月14日玉樹Ms7.1地震的發(fā)生不具有加速觸發(fā)作用。從14次強(qiáng)震的模擬結(jié)果來看，強(qiáng)震序列的發(fā)生導(dǎo)致巴顏喀拉塊體東北緣處于較強(qiáng)的等效應(yīng)力增加進(jìn)程中，可能形成未來強(qiáng)震發(fā)生的危險(xiǎn)區(qū)。
　　 論文建立了三維黏彈性有限元模型，模擬了青藏高原現(xiàn)今位移速度場和構(gòu)造應(yīng)力場，結(jié)合GPS實(shí)測數(shù)據(jù)和應(yīng)力場資料，分析了青藏高原主體區(qū)域的位移速度場和構(gòu)造應(yīng)力場特征。1)

5、巴顏喀拉塊體西部位移場呈北偏東方向，中部位移場呈北東方向，東部位移場呈水平偏北方向，龍門山斷裂帶附近移場呈近似水平方向且位移值較小，總體上形成了以羌塘地體北部為中心的地殼物質(zhì)向東的流動(dòng)帶，在其東部繞喜馬拉雅東構(gòu)造結(jié)呈順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。上述位移場特征與GPS實(shí)測結(jié)果基本一致。2)巴顏喀拉塊體的西部主壓應(yīng)力呈北偏東方向，中部主壓應(yīng)力呈北東方向，東部主壓應(yīng)力呈水平偏南方向，本文模擬的應(yīng)力場方向與前人研究的結(jié)果基本一致。從構(gòu)造應(yīng)力場方向與活動(dòng)斷裂破裂

6、方式的關(guān)系來分析，巴顏喀拉塊體南北邊界的應(yīng)力場特征有利于發(fā)生左旋走滑型地震；巴顏喀拉塊體東邊界的應(yīng)力場特征有利于發(fā)生逆沖兼右旋走滑型地震；龍門山斷裂帶附近有利于發(fā)生逆沖兼走滑型地震。
　　 論文最后利用三維黏彈性有限元模型分析了昆侖山口西Ms8.1、汶川Ms8.0和玉樹Ms7.1地震所引起的同震等效應(yīng)力在未來50年內(nèi)的黏彈性調(diào)整進(jìn)程，重點(diǎn)討論了祁連地震帶及甘東南地區(qū)的應(yīng)力演化特征。嘗試開展依據(jù)區(qū)域應(yīng)力調(diào)整特征判定未來強(qiáng)震危險(xiǎn)區(qū)的