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。     

云南地区中小地震震源机制及构造应力场研究

利用云南数字地震台网记录的区域波形资料， 通过波形反演确定了发生在云南地区的33次中小地震的震源机制. 结果表明，在川滇菱形块体内部及边界附近的地震以走滑为主，由震源机制得到的主压应力方向从北到南由北北西-南南东方向转向近南北向，张应力轴方向则主要表现为北东东-南西西或北东 南西向；在青藏高原东部地区，主压应力方向从青藏高原内部向外成放射状展布，张应力方向大多与该地区的弧形构造平行. 在28N附近地区，主压应力轴和张应力轴方向都存在较大的变化，其分界线似与龙门山断裂向西南方向的延长线相对应. 川滇菱形块体之外的地震的主压应力轴和张应力轴方向与块体内部的方向存在一定的差异. 通过与哈佛大学中强地震震源机制结果的对比发现，云南地区中小地震震源机制的反演结果与强震震源机制的结果有较好的一致性，表明中小地震的震源机制可用于该地区区域构造应力场的研究.      

川滇交界地区构造应力场及强震趋势的统计预测

本文对川滇地区中、强震震源机制解和中小地震平均节面解分析，指出川滇地区现今构造应力场在北西－北西西向压应力作用下，以水平剪切错动为主。同时，采用极值理论、最大信息熵、线性预测和灰色理论等方法综合分析，预测川滇地区未来强震的趋势。     

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。     

基于断层相互作用理论的强震成组孕育发生初步研究

应用应力触发理论原理,基于断层相互作用理论,研究了川滇地区6级以上地震的库仑破裂应力变化。初步结果表明,后续强震大多发生在前一地震所触发的应力增长区,这证明了强震之间是相互作用、相互影响的。即强震是成组孕育、成组发生的,这对强震的地点预测有一定实际意义。     

川滇地区强震序列库仑破裂应力加卸载效应的数值模似

通过建立较精细的川滇地区三维有限元模型,数值模拟了川滇地区主要活动断裂的强震活动对于其他活动断裂潜在强震孕育进程的库仑破裂应力加卸载效应.模拟结果显示在川滇地区主要活动断裂带的几何学展布形态和运动学性质的构造背景之上,川滇地区强震活动相互影响的主要特征是活动断裂面库仑破裂应力变化大多处于增大状态.其中,金沙江断裂带、小江断裂带、楚雄—建水断裂带、鲜水河断裂带和安宁河断裂带上的强震所产生的加载作用比较强,而丽江—小金河断裂带和腾冲—澜沧断裂带则较弱.1981～2000年川滇地区M≥6.5地震序列的模拟结果显示,后续地震全部位于已发生地震所引起的库仑破裂应力增大区之内.数值模拟结果显示,在川滇地区,一个强震发生之后,发震断层本身强烈卸载的同时,库仑破裂应力的加载效应在其他主要活动断裂带潜在强震孕育进程中占据了主导地位,强震活动之间相互作用的主要效应是应力加载,已发生的强震加速了下一个强震的孕育进程,进而导致一系列地震的发生,直至整个区域所积累的应变能处于较低水平之后,区域地震活动进入一个新的平静期.     

川滇地区强震序列库仑破裂应力加卸载效应的数值模拟

通过建立较精细的川滇地区三维有限元模型,数值模拟了川滇地区主要活动断裂的强震活动对于其他活动断裂潜在强震孕育进程的库仑破裂应力加卸载效应.模拟结果显示在川滇地区主要活动断裂带的几何学展布形态和运动学性质的构造背景之上,川滇地区强震活动相互影响的主要特征是活动断裂面库仑破裂应力变化大多处于增大状态.其中,金沙江断裂带、小江断裂带、楚雄—建水断裂带、鲜水河断裂带和安宁河断裂带上的强震所产生的加载作用比较强,而丽江—小金河断裂带和腾冲—澜沧断裂带则较弱.1981~2000年川滇地区M≥6.5地震序列的模拟结果显示,后续地震全部位于已发生地震所引起的库仑破裂应力增大区之内.数值模拟结果显示,在川滇地区,一个强震发生之后,发震断层本身强烈卸载的同时,库仑破裂应力的加载效应在其他主要活动断裂带潜在强震孕育进程中占据了主导地位,强震活动之间相互作用的主要效应是应力加载,已发生的强震加速了下一个强震的孕育进程,进而导致一系列地震的发生,直至整个区域所积累的应变能处于较低水平之后,区域地震活动进入一个新的平静期.     

川滇地区强震活动分布特征及其与地壳块体构造背景关系的研究

研究了川滇地区强震活动分布特征及其与地质构造背景，重点是与川滇、川青地壳块体的关系，认为: ①川滇强震主要集中分布在川滇和川青两个地壳块体. 其外侧的中强震活动也明显受这两块体向南东方向滑移侧压的影响；②川滇和川青块体的强震主要分布在边界断裂带上. 块体内部的活断层上也有一些强震或中强震发生. 规模较大的也许是划分次一级块体的边界；③也确有个别强震与活断层关系不明显，表现出地震与地质构造关系的复杂性；④这两块体各边界带的地震活动性，包括盛衰交替性有一定程度的相关性，但也各有特点. 川滇块体东带7级以上地震比西带的多，且最大地震强度达8级，而西带的中强震频度高于东带. 东带的b值低于西带. 无论是地质证据，还是近年GPS观测资料都表明，东带左旋走滑速率都大于西带右旋走滑速率. 川青块体的西边界鲜水河带的地震活动性总的来说高于东边界松潘、龙门山带，且震级越高，差异越大. 前者的b值低于后者. 说明块体各带介质的不均匀性或应力状态是有所不同的；⑤ 川滇和川青块体的边界断裂带在地壳深部速度结构上都有异常变化. 多数边界断裂带切割了莫霍面，尤以倾滑为主的龙门山断裂带切割得最明显. 典型的走滑型鲜水河断裂带虽无切割莫霍面的明显迹象，但确在不同深度上都是明显的低速异常带.      

川滇地区应力场研究进展

川滇地区是中国大陆与周边板块动力传递的关键部位,而应力状态是探索其动力传递与形变机理的关键参数.在川滇地区已经开展了大量的应力场研究,不同方法给出了特定尺度和深度范围的区域应力场信息,但如何充分利用时空分辨率不一致的多学科应力应变数据,科学处理不同数据的权重,并提出有效合理的融合方法,得到经得起物理检验的川滇地区统一构造应力模型,是亟需解决的关键问题.本文总结了近年来川滇地区应力场研究进展,分析了浅部地应力测量、震源机制解、b值、各向异性、高温高压岩石实验、数值模拟等方法优缺点,从浅部应力场、深部应力场、应力模型三个方面对前人的研究成果进行了梳理和归纳,从不同尺度揭示了川滇区域现今深浅部应力量值特征、应力方向非均匀性特征,为构建区域应力模型提供多方面、多尺度的约束,也为川滇形变动力过程与强震预测研究提供了力学基础资料.     

新疆地区区域应力场特征及强震间库仑应力变化探讨

首先利用新疆地区自1900年以来的828个M_S≥3.0地震的震源机制解,采用区域应力张量阻尼反演方法获得新疆地区区域应力场特征,结果显示新疆地区区域应力状态大多数地震为逆断和走滑性质,最大水平主压应力优势方位近SN向,伴有局部地区的拉张和剪切作用。然后根据区域应力场特征及区内强震空间分布特征,划分为天山地区、喀什—乌恰地区以及昆仑—阿尔金三个地区,并对区内强震间的库仑应力变化进行计算。得出天山地区强震对后续地震的发生几乎影响不大,个别地震存在延缓发生的现象;喀什—乌恰交汇区是强震多发区,且震中位置分布较密集,地震之间触发或延迟作用明显;昆仑—阿尔金地区除2008年于田地震对2014年于田地震的发生有一定的触发作用外,其他地震之间的影响作用不大。最后,计算强震对周边断层的库仑应力变化,结果发现博罗科努断裂西侧中段、卡兹克阿尔特断裂西段、木吉断裂西段以及和田断裂西段不同程度的库仑应力增加,具有一定的地震危险性。     

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

Introduction Sichuan-Yunnan region is a major area with frequent strong earthquakes in Chinese mainland, especially the middle-southern segment of South-North Seismic Zone, where many strong earth-quakes occurred in history. In the past 30 years, Sichuan-Yunnan region has two seismically active periods: one is from Tonghai earthquake in 1970 to Longling-Songpan earthquake in 1976, the other is from Lancang earthquake in 1988 to now. During this two periods, the M=7.7 Tonghai, M=7.1 Dagua…     

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).     

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