1997年玛尼地震对青藏川滇地区构造块体系统稳定性影响的三维DDA+FEM方法数值模拟

本文用三维非连续变形与有限元相结合（DDA+FEM）的方法,在青藏川滇地区三维构造块体相互制约的大背景中,通过用GPS资料做位移速率边界约束和震源机制约束,计算得到研究区的初始位移场和应力场与该地区GPS测量结果和震源机制分布结果基本一致.在此基础上进一步数值模拟1997年玛尼7.9级大震的发生过程,研究大震引起研究区各块体边界断层应力状态变化的特征.（1）发震断层两侧发生左旋走滑错动,最大水平位错大约7 m;（2）深部位错面上位错分布与用地震波资料震源反演的结果类似;（3）最大差应力变化等值线图与由星载D\|INSAR技术获取的地表形变场图像相似;（4）地表垂直位移表明地震断层面略向北逆冲.计算模拟得到了玛尼地震发生引起青藏川滇地区构造块体系统各边界断层上库仑破裂应力变化的分布,表明玛尼大震的发生除了使其发震断层的两端库仑破裂应力增大,应力进一步集中外,位于上地壳层上东昆仑断裂中段的2001年昆仑山8.1大震（H=11 km）发震断层段的库仑破裂应力增加约2 MPa,位于中地壳层上喀拉昆仑断裂带中的2008年改则6.9级地震（H=30 km）发震断层段的库仑破裂应力也增加约0.7 MPa,可见这两个已接近破裂强度地段的失稳对发生大震起了一定促进作用.研究结果也表明：作者发展的三维DDA+FEM方法能有效地用于大震活动与各构造块体相互作用关系的研究.     

2008年汶川8.0级地震孕震机理研究

用三维流变非连续变形与有限元相结合（DDA+FEM）的方法,在青藏高原及邻近地区三维构造块体相互制约的大背景中,考虑了龙门山断裂带东西两侧地势、地壳厚度和分层的明显变化,及断裂带东侧四川盆地及鄂尔多斯块体坚硬地壳阻挡的影响,通过用GPS资料做位移速率边界约束和震源机制约束,计算得到研究区的速度场和应力场与该地区GPS测量结果和震源机制分布结果基本一致.在此基础上,模拟计算现今构造块体边界断层上表征剪应力及法向应力等综合影响的危险度分布.结果表明,上、中地壳层危险度分布中危险度较高的地段多数与近几十年来发生的七级以上大震区域基本一致.包括2008年汶川8.0级等大震的发震断层.通过分别对龙门山断裂带东西两侧的两种不同构造格局进行试算表明,龙门山断裂带东西两侧地势、地壳厚度、分层与物性明显变化对汶川大震的孕育发生均起了关键性作用.计算得到的应变率强度分布图可见,高原东部整个边缘地带均接近应变率强度的陡变带.其中以龙门山断裂带上的陡变最为明显,西侧应变率强度是东侧的近4倍,而且断裂带东侧应变率强度等值线衰减比西侧快.反映了汶川大震逆冲型发震断层地区独特的特征.此外,由计算得到的应变能密度分布图可见,龙门山断裂带在上、中地壳层中均位于宽度相同、其走向与龙门山断裂带走向一致的高应变能密度带中,在上地壳层这个带的东西两侧则是应变能密度较低的地区,而在中地壳层,其强度在断裂带东侧逐渐向东衰减,西侧应变能密度高,而东侧应变能密度较低.表明在印度板块强烈推挤作用和高原各构造块体相互制约及龙门山断裂带东西两侧特殊构造环境中,高原地壳物质向东水平运动,受到龙门山断裂带东侧介质刚性强度较大的四川盆地阻挡,使得汶川大震发震断层在大震前已积累了相当水平的应变能,并同时处于力学上的不稳定状态.     

2008年5月12日汶川8.0级地震孕震机理研究

本文用三维流变非连续变形与有限元相结合(DDA+FEM)的方法,在青藏高原及邻近地区三维构造块体相互制约的大背景中,考虑了龙门山断裂带东西两侧地势、地壳厚度和分层的明显变化,及断裂带东侧四川盆地及鄂尔多斯块体坚硬地壳阻挡的影响,通过用GPS资料做位移速率边界约束和震源机制约束,计算得到研究区的速度场和应力场与该地区GPS测量结果和震源机制分布结果基本一致.     

岩石圈流变实验研究的进展

岩石高温高压变形实验是了解地球内部物质流动特性的最直接的手段 .本文概述了近年来岩石流变实验研究的一些成果 ,重点总结了水和部分熔融对上地幔顶部橄榄石流变行为的影响 ,以及地壳多相岩石流变实验研究的一些成果 .     

用有限元方法研究含摩擦多断层周围的应力场

本文使用有限元方法,研究了含摩擦多断层问题.在研究中,计算了几个物理模型（如共线、共轭等）和含摩擦多断层的应力场,并用计算机绘制出一批含摩擦多断层应力等值线图.结果表明,含摩擦多断层的应力场与单一断层相差甚远,在断层的交汇处,应力集中的范围和程度远大于断层的外端;断层的应力场在空间上分布很不均匀;高应力区和低应力区的分布随载荷作用方式和断层的形态各异.断层内的摩擦力对应力场的分布有很大的影响,并可能对断层的扩展行为起着非常重要的影响.     

流变介质中亚临界扩展前地震孕育过程的能量积累

本文用流变断裂力学研究了地震孕育过程.与弹性力学不同,它是一个不可逆的时空过程.由于介质的粘性,外力功的一部分花在粘性耗散上,只有弹性应变能是地震发生及震后过程可利用的能量.我们将弹性应变能从总能量中分离出来,并就标准线性体给出了简洁公式.以海城地震为例,计算了两个共线不等长断层在地震孕育过程中其周围区域的应力场和能量场的时空变化图象及应变能积累曲线.结果表明,应变能分布复杂,在时间和空间上都很不均匀,能量积累在孕震初期较快而在后期渐趋平缓.由此讨论了某些地震前兆,认为当能量增加速率较大时某些早期前兆可能出现,比如唐山地震10年前出现的某些异常可能就是这种早期前兆表现.     

大别超高压榴辉岩高温高压下电导率实验研究

为研究大陆中下地壳高导层成因及与物质组成之间的关系，用模拟实验的方法在不同的温度、压力条件下分别测定了干的和1mol/LNaCl溶液饱和的榴辉岩的电导率.结果表明，干榴辉岩平行线理方向的电导率比垂直于线理方向的高，但两个方向上的活化能相近.在中下地壳条件下，干榴辉岩的电导率比中下地壳高导层电导率值低几个数量级.常温下1mol/LNaCl溶液饱和的榴辉岩两个方向上的电导率对压力具有不同的依赖性；在中下地壳条件下，1mol/LNaCl溶液饱和的榴辉岩的电导率可达到一般高导层的电导率值.无论干的还是饱和的榴辉岩都不能解释大别山20-50km深处的高导层成因，因此，在该深度范围内榴辉岩不可能是主要的岩石组成.     

1988年澜沧-耿马地震的震源特征及其有限元模拟

本文根据澜沧-耿马地震序列余震分布图像的变化，以及用复合型法反演主震破裂过程的研究结果，提出了澜沧-耿马地区北北西走向顺向雁行型双断层力学模型．用断裂力学有限元方法进行数字模拟研究表明：模型中的两个内端点区之间是主压应力的相对低值区，而剪应力分布在两个内端点区为高值区且以较大梯度向中心衰减，两次７级地震后接连发生的４次近东西走向的６级余震主要发生在这一带．由于压应力的减弱、剪应力的增加，使近东西走向的断层上摩擦力减小，有利于发生剪切错动，引发近东西走向分布的强余震；当区域主压应力方向取北北东向时，断层的理论滑动矢量图显示出右旋走滑性质，与震源机制及地表考查结果一致．当区域主压应力方位取值在ＮＥ２５°附近且北部７．２级震区的弹性模量相对南部７．６级震区足够大时，北部断层１的相对滑动矢量可比南部断层２大，从而导致７．２级地震的震中烈度大于７．６级地震的烈度异常分布．     

计算部分熔融岩石电导率方法的综述

部分熔融岩石的电导率是由固体岩石的低电导率和硅酸盐熔体的高电导率组成，因此熔体的几何形态和空间分布对部分熔融岩石的电导率将产生重大影响.本文介绍了熔体在岩石中的分布特征和它们的几何分布形态，同时，评述了各种数学模型在模拟计算部分熔融岩石电导率中的优缺点.     

水对Wadsleyite和Ringwoodite电导率的影响及地球动力学意义

在Kawai-1000型多顶砧压机上，利用橄榄石相变人工合成地幔转换带矿物wadsleyite和ringwoodite，其含水量从0．03wt％到2．0wt％变化不等。在压力14～16GPa，温度873K-1273K，通过Mo：MoO2固体反应控制氧逸度的条件下，利用阻抗谱分析方法，测量获得了这些样品的电导率。实验结果显示：wadsleyite的电导率与GH^0.66呈正比，ringwoodite的电导率与GH^0.69呈正比，水极大地增强了样品的电导率；在我们的实验条件下，含水wadsleyite和ringwoodite样品的主要电荷栽体是自由质子。另外，结合大地电磁反演获得的电导率结果和我们的实验数据，我们推断中国东北地区地幔转换带中的水含量约为0．1～0．3wt％，远远高于上地幔中的水含量，这或许表明在410km处可能发生了部分熔融。