川滇地区应力场演化与强震间相互作用的三维有限元模拟

针对川滇地区，在大量搜集、总结前人资料和结果的基础上，建立了包括上地壳、下地壳(两层)、上地幔等4层结构的三维有限元模型. 通过反复调试，确定了其边界条件，并且计算了川滇地区背景应力场、断层蠕动产生的应力场和强震触发的应力场，以及它们的动态变化. 结果表明:后续地震大多发生在前面地震引发的库仑破裂应力正值区，前一地震对后续地震有一定的触发作用，强震是在较高的应力背景下成组发生的. 这对判断、识别地震异常，提高地震预测水平有着很大的意义.      

3-D finite element modeling for evolution of stress field and interaction among strong earthquakes in Sichuan-Yuannan region

Based on the latest achievement about activities of geological structure, a 3-D finite-element model containing four layers of upper crust, lower crust (two layers) and upper mantle is established in the paper. By repeated tests and revisions, the boundary conditions of the model are determined. And then the background stress field, the stress field caused by fault creep and the stress field triggered by strong earthquake in Sichuan-Yunnan region, as well as their dynamic variations are calculated. The results indicate that the latter earthquake often occurs in the area with positive Coulomb rupture stress change associated with the former one, the former earthquake has a triggering effect on the latter one to a certain extent, and strong earthquake often occur in groups under the background of high stress, which is of great significance for distinguishing seismic anomalies, as well as for improving the level of earthquake prediction. Foundation item: State Key Basic Research Project (G1998040702) and Key Project of State Science and Technology during the tenth Five-year Plan (2001BA601B02-01-03).     

应力场演化与强震间相互作用的有限元模拟研究

针对川滇地区,在大量搜集前人资料和结果的基础上,建立了包括上地壳、中地壳、下地壳、上地幔等4层结构的三维有限元模型。通过反复调试,确定了其边界条件。然后计算了川滇地区背景应力场、断层蠕动产生的应力场和强震触发的应力场,以及它们的动态变化。结果表明后续地震大多发生在前面地震引发的库仑破裂应力正值区,前一地震对后续地震有一定的触发作用,强震是在较高的应力背景下成组发生的。这对判断、识别地震异常,提高地震预测水平有着很大的意义。     

Prilimary result of temperature distribution and associated thermal stress in crust in Tianshui, China

The heat flow in crust and the thermal stress generated by the flow play a very important role in earthquake occurrence. Different crustal structure has different effect on heat distribution and associated thermal stress. In all of typical seismogenic crustal structure models, including the bulge of Moho surface, the deep-large fault in the mid-lower crust, low-velocity and high-conductive layer in the middle crust, and the typical crustal structure in mid-upper crust, the thermal stress produced by deep heat disturbance may move up to the mid-upper crest. This leads to upper brittle part of crust break and hence, strong earthquakes. This result is constructive in enhancing our understanding of the role of deep fieat flow in curst in development of earthquake and its generation, as well as the generation mechanism of the shallow flowing fluid.     

河西—祁连山地区近期形变场演化特征与孕震构造模式

本文通过对河西－祁山地区近２０年形变场演化特征的分析，提出了代表该区区域应力松驰、岩石圈底部软流层对流加速以及地壳中上部应力强化与强震孕育三种应力状态的特征性形变图象，文章还通过典型强震构造组合特征、形变场特征的分析，提出了该区北西西、北东向两组构造的组合孕震模式，并利用上述孕震模式对该区近期强震危险地点进行了初步判定。     

天水地区地壳结构热分布与热应力特征初步研究

地壳内热活动及其产生的热应力作用是地震孕育发生的重要因素之一. 不同特征的地壳结构对热分布及其热应力有特殊的影响. 在含有莫霍面局部上隆、中下地壳的深大断裂、中地壳低速高导体和中上地壳断裂的典型孕震地壳结构模型中，深部热扰动作用下产生的热应力作用会明显上移至中上地壳，对上层脆性地壳的破裂——强地震的发生有直接影响. 这一结果对理解深部热流体在地震孕育和发生过程中的作用，以及浅层流体前兆的产生机理具有指导意义.      

辽宁及邻区地壳构造应力场及其与地震活动关系的三维有限元数值模拟研究

依据最新的辽宁及其邻近地区地壳上地幔三维地震波速结构，并考虑地质构造、断裂以及地壳深部的构造环境等因素，建立研究区的三维地质模型；结合震源机制解与原地应力测量资料，分析区域现代地应力场特征，确定了研究区的边界约束和动力边界条件．在以上基础上，采用线弹性介质模型进行研究区三维构造应力场的有限元数值模拟，探讨研究区地壳应力场的基本特征．对比分析表明，本区地壳内应力场的三维有限元数值模拟结果与已发生的地震有着较好的对应关系，并指出了值得注意的有潜在发震可能的地震危险区．      

A 3D finite element modeling on the relationship between crustal stress and earthquake activity in Liaoning and its vicinity

IntroductionTectonic earthquakes are the consequence of localized stress concentration. A basic way of learning the process of earthquake preparation and occurrence is to study the distribution and evolution of the tectonic stress.Since the 1980s a series of achievements in Earth stress research have been announced in the world (e.g., Zoback, 1992). In last two decades many researches on crustal tectonic stress have been carried on in China, including earthquake focal mechanism analyses, in-…     

华北地区拆离滑脱带控震作用初探

华北东部盆岭区以地震多、震级大、损失惨重而称。以往地震地质研究多注重断裂交汇、拐点、分枝等部位的控震作用。但是，华北盆岭区多次大震的烈度并不呈线型展布，震源也并非沿陡倾断裂走向分布，而是在一定深度上(近水平)弥散展布，故人们开始注意深部滑脱带控震的探讨。笔依据近十余年华北地幔亚热柱的研究认为，华北断陷区之下为—强烈上隆的地幔亚热柱。地幔物质的上隆及上侵作用使上地壳裂解断陷，而中地壳在地幔、下地壳的影响下形成相间展布的低速—高导层。在地幔亚热柱热物质流向外拆离的带动下，中、下地壳亦由亚热柱顶部向外围拆离滑脱。当中、下地壳拆离到上地壳裂陷盆地边缘受到造山带的阻挡而减慢时，两之间便产生剪切作用，导致应力不断积聚并阶段性释放，从而造成亚热柱外围地震频繁发生。     

1966年邢台7.2级地震的动力学模型

根据较新的深地震反射资料，构造应力场和震机制等资料，建立了１９６６年邢台７．２级地震孕震区的平面和剖面的有限元模型，对平面和剖面模型在ＥＷ向水平外压力下的最大剪应力分布进行了计算，剪应力相对集中的部位和大震震源位置比较一致，提出了邢台７．２级地震的动力学模型，认为地震的孕育和发生可能需要深，浅部断层，壳内低速层和ＥＷ向水平压力的共同作用，虽然由震源机制和地震宏观烈度分布等资料可指出有具体的发震断层     

用单元降刚法探索中国大陆强震远距离跳迁及主体活动区域转移

中国大陆强震有成组活动、远距离跳迁和不同时段形成主体活动地区的特征.本文利用强震发生位置处单元降刚法,对中国大陆地区强震的远距离跳迁和主体活动地区转移机理进行了数值模拟研究.得出的新认识是:(1)在地壳中存在初始应力场的环境中,已发生强震区部分丧失承载能力(模拟中作为显著降低单元组的弹性模量来处理),可以引起大范围兆帕量级的应力场调整,它是后续强震可远距离跳迁的主要因素;(2)一个活动期中,中国大陆强震主体活动地区及其迁移,受主要活动断层分布、初始应力场和边界载荷的配置方式的综合影响,但在十年左右的活动幕中,边界载荷的配置方式可能是控制主体活动地区及主体活动地区转移的重要因素.     

连云港─银川岩石圈壳─幔组合结构剖面构造应力场的有限元数值模拟

从岩石圈壳－幔组合结构出发，选择了大华北岩石围块体内一条NWW向连云港－银川的岩石圈壳－幔组合结构剖面，试图先从一个简单的力学模型开始，用二维有限元法得到岩石围（地壳和上地幔顶盖层）中的构造应力场的分布特征，从而解释板内地震与　岩石围亮－幔结构比值（R）相关的力学原因。     

地震应力触发数值模拟的初步研究

本文基于有限元方法，初步建立了西南地区二维和三维数值模拟有限元模型，并针对川滇地区，重点建立了包括上地壳、下地壳、上地幔等的三维有限元模型。最后，讨论了地震产生的应力变化对整个西南地区的应力调整情况。结果表明：前一地震对后续地震有一定的触发作用。因此，强震活动有限元模型的建立对判定未来强震危险区有一定的作用。     

区域应力作用引起的北天山地区地下流体异常特征分析

大量观测事实表明 ,赋存于地壳深部的流体 (水、气、油 )作为弹性介质 ,对深层地壳应力的分布、变化、转移过程及地震孕育、发生等有着较为灵敏的反映。地震的形成与区域构造应力活动强度密切相关 ,这种大范围的区域应力作用会形成多个应力集中点 ,在众多应力集中点上可产生地下流体前兆异常变化。在对新疆地下流体数十年的监测中 ,发现强震前出现大量与地震有关的由区域构造应力活动引起的前兆异常 ,异常范围广且种类繁多 ,它们在成因、特征上与震源应力活动的前兆异常明显不同 ;这种地下水位地震前兆异常场 ,不能完全孤立地与单个地震事件相对应 ,应充分考虑到它与一组或系列地震有关 ,而这些地震往往与块体挤压、断裂活动等区域性的应力活动有关。因此 ,正确区分并掌握其不同的特性 ,对地震预报具有一定的意义     

海城7.3级地震震源环境的力学分析

根据地学断面资料建立地壳结构模型，以精密水准测量数据为检验标准，在水平力和垂直力为边界力学条件下，对海城地震区震前地壳内部的构造应力场用二维线弹性有限元法进行数值模拟计算。设计了３种受力方案，分析了模拟计算结果，结合震源机制解等实际资料，选出最佳方案模型，讨论了海城７．３级地震前震源的力学和构造环境及应力场演化特征     

区域应力场动态监视研究

利用中国大陆地区的地震活动和前兆资料，探索区域应力场应力增强标志和动态监视的方法。分析研究了大地震前月相效应的变化；区域地震活动和前兆场时空演变特征；中强以上地震活动群体的空间转移；大区域前兆场短期动态突变；大地震发生后大陆地区中强以上地震活动的追踪等方面的内容。加强区域应力场的动态监视，对开展地震形势预测，提供大地震发生的有利背景乃至地震的中短期预报都有重要意义。     

Study of Triggering Action Between the Mani （Ms7.9） and the West Kunlun Mountains Pass （ Ms 8.1 ） Great Earthquakes and Their Dynamic Background

Based on Coulomb static stress variation, the stress trigging action of the Mani ( Ms7.9, Nov.1997) earthquake on the West Kuulun Mountains Pass (MsS.1, Nov. 2001 ) earthquake is researched. Results of different source mechanism resolutions show that a 10_3 MPa Coulomb stress due to the Mani earthquake was added to the fracture fault of the Kunlun earthquake, and this may shift the broken date to about 10 years earlier, and infer that the stress level in the crust is not low. Comparing the relationship between strong earthquake strength and frequency and earth rotation change, it is shown that the strength‘s decrease and the variation period‘ s shortening of earth rotation are important controlling factors on strong earthquake activity. This great event with Ms = 8.1 took place probably due to a gradual strengthening background of regional stress field within the Qinghai-Xizang block in the period of acceleration of change of day‘s length and stress triggering from the Mani earthquake.     

邢台地震区深部构造背景的地震转换波探测和研究

1982-1986年期间,在东汪、隆尧和百尺口邢台地区的强震震源区完成了3条近NW向地震转换波测深剖面。利用转换波数据处理新方法,实现了转换震相的相位对比追踪,得出了震源区较详细的深部构造剖面图和速度结构模型。发现强震震源区深部构造的特点为:上地壳强烈褶皱变形;中地壳急剧减薄;下地壳和上地幔局部上隆;存在一组深部超壳断裂;低速层急剧增厚,波速比增大以及上地幔波速偏低。表明研究区的下地壳和上地幔的温度可能偏高,其地震活动可能与上地幔物质的侵入作用有关。     

青藏高原东北缘祁连山造山带至阿拉善地块壳幔电性结构研究

在青藏高原东北缘祁连山造山带至阿拉善地块之间完成了一条372km的大地电磁剖面,通过二维反演计算,获得了沿剖面180km深的壳幔电性结构模型,结合研究区地质和地球物理资料开展综合分析,研究结果表明:(1)剖面自南向北所经过的祁连山造山带、走廊过渡带和阿拉善地块对应3种壳幔电性结构模型:东祁连壳幔高-低-高阻似层状电性结构、河西走廊壳幔低阻带状电性结构和阿拉善南缘壳幔高-低-高阻层状电性结构.(2)剖面所经过的主要断裂带在电性结构上表现为低阻异常带或电性梯度带,并且止于中上地壳或消失于下地壳低阻层中.除这些分布于中上地壳的断裂系统以外,在下地壳至上地幔顶部还存在两条切割莫霍面的壳幔韧性剪切带:西华山北缘壳幔韧性剪切带和阿拉善南缘壳幔韧性剪切带.其中,西华山北缘壳幔韧性剪切带可能是1920年海原8.6级地震发生的深部背景之一;而阿拉善南缘壳幔剪切带可能是卫宁北山燕山晚期和喜山期幔源岩浆上升到地壳浅部或喷出到地表的通道,为在该区域寻找晚中生代至新生代含矿隐伏岩体提供了深部电性结构依据.(3)由若干形状不规则、彼此不相连的"碎块状"极高阻块体组成的中上地壳与"似层状"的中下地壳低阻层共同构成的地壳电性结构,是引起青藏高原东北缘强烈破坏性地震最佳的地壳电性结构组合之一.印度板块向欧亚板块俯冲碰撞楔入引起青藏高原块体向北东方向运移与阿拉善地块向南的俯冲碰撞楔入,是青藏高原东北缘强震活动带产生的动力学背景.     

我国几个大地震地区地壳与上地幔顶部结构关系的初步分析

本文根据我国境内及邻近地区地壳结构的分布特征,特别是近年来我国发生的几个大地震所处的深部地壳构造背景,讨论了地震孕育与发生的可能构造模式。结果表明,近代地震活动地带均为地壳厚度急剧变化的地带和地壳构造的转折交汇部位。在深部构造上又为上地幔顶部局部的隆起地区及邻近隆起地带的边缘或斜坡上。此外,地震发生的深部部位与重力场、磁力场的高梯度变化以及地壳中的低电阻层、低速层和高速层的分布密切相关。这种与地震有关的深部构造背景与地球物理场特征,是今后地震预报和地震成因研究必须十分重视的。