巴颜喀拉块体东缘形变及九寨沟地震孕震环境数值分析

2017年8月8日四川发生九寨沟M7.0地震,是继2008年汶川M8.0地震后发生在巴颜喀拉块体东部的又一强震.现今GPS速度观测数据显示,2008年汶川地震前后的1999-2007年和2011-2016年两个时间段内巴颜喀拉块体东部地表速度场存在明显的差异.本文以实际GPS速度观测资料为约束,构建三维有限元地球动力学模型,分别计算分析了两个时段内震源区及周边现今地壳形变、弹性应变能和应力积累特征,进一步探讨汶川地震的发生对九寨沟地区变形及应力的影响.数值模拟结果显示,汶川地震之后(2011-2016年)巴颜喀拉块体东部的地壳形变、弹性应变能积累及应力积累速率均明显大于震前,增加量值达1.5-3倍;九寨沟地震发震断裂上库仑应力增长率在1999-2007年约为0.7 kPa·a~(-1),2011-2016年间增至1.2 kPa·a~(-1).上述结果表明,现今巴颜喀拉块体东部地壳应力积累过程有利于左旋走滑型九寨沟地震的发生,汶川地震的发生调整了区域应力状态,加速了九寨沟地震的孕育过程.     

有限元模拟弹性位错的等效体力方法

计算地震位错造成的位移场和应力场,对于估计大地震引起的后续地震活动发展趋势十分重要.本文提出在弹性位错问题的有限元模拟中,用等效体力代替位错源,从而在构建几何模型时不用包含断层,却可以处理包含任意复杂断层的问题,极大降低建模的难度.使用此方法,本文计算并讨论了在球形地球模型下2011年日本Tohoku-Oki特大地震对华北地区断层的影响,结果表明此次地震使华北主要断层趋于稳定.     

青藏高原及邻区未来地震活动性趋势数值分析

区域中长期地震危险性数值分析研究,需要对其初始构造应力场有所了解,但目前以及未来一段时期内仍无法直接观测到深部孕震层区域的应力场状况.本文首先基于岩石库仑-摩尔破裂准则,利用青藏高原及邻区百年历史范围内的强震信息,来反演估算该区域的初始应力场.然后,考虑区域构造应力加载及强震造成的应力扰动共同作用,重现了历史强震的发展过程.然而对于初始应力场的反演估算,本文仅能给出区域其上下限的极限值,并不能唯一确定.因此,采用Monte Carlo随机法,进行大量独立的随机试验计算,生成数千种有差异的区域初始应力场模型,且保证每种模型都能令历史强震有序发生,但未来应力场演化过程不尽相同.最后,将数千种模型在未来时间段内的危险性预测结果集成为数理统计结果,据此给出了区域未来的地震危险性概率分布图.初步结果显示未来强震危险性概率较高地区集中在巴颜喀拉块体边界及鲜水河断裂带地区.     

台网监测能力变化及其对地震活动性研究的影响

地震目录是研究地震活动性的基本资料。然而地震目录的内容不仅反映了地震活动性的真实变化,也混杂了人为因素引起的变化。这些人为因素包括,台网监测能力的增强或减弱,台网测定震级的系统偏差等。本文首先讨论了对地震频度和平均震级进行z检验以研究地震活动性和识别人为变化的方法,继而对京津唐张地区的资料进行z检验。计算结果表明,北京台网的监测能力在1966年和1984年后曾经有过两次提高,这与北京遥测台网网志的报告大体一致。计算结果也反映出当前台网在震级确定上还存在一些系统偏差,文中讨论了这些偏差对客观地研究地震活动性和地震预报的影响,指出了排除人为因素对地震活动性研究的重要意义。     

剪切生热与花岗岩部分熔融——关于喜马拉雅地区逆冲断层与地壳热结构的分析

本文对影响喜马拉雅逆冲断层地区热结构的三种主要热源(断层的摩擦剪切热,地壳的放射性热和上地幔的传导热)的效应进行了计算分析,在计算中考虑了岩石的流变性造成的剪应力和温度的非线性关系及岩石温度到达熔点时的熔解热.结果表明,尽管地壳的放射性热和上地幔的传导热也可能引起地壳中的部分熔融,但此时熔融将从地壳底部开始发生,这与喜马拉雅地区观测到的地质现象不符;在考虑了剪切断层带的剪切热后,熔融将从断层附近开始发生,因此得到了比较符合实际地质现象的结果.     

国际地球参考模型研究的进展

地球内部构造模型对地震学、地球物理学、天文学、大地测量学等的研究有着重要的意义。布伦的地球模型 A 和 B 曾被广泛的应用。自五十年代以来在文献上发表的地球模型数量大增,这使得研究者们难于决定倒底选用哪一个模型为好,有时人们从一个模型中选用一些参量,从另一个模型中选用另一些参量,以这种方式选用的结果是自相矛盾的。1971年在莫斯科举行的国际大地测量与地球物理联合会的会议上讨论了这一问题,结果建立了由国际大地测量协会(IAG)和国际地震学与地球内部物理学协会(IASPEI)成员组成的“标准地球模型委员会”,由已故的布伦教授担任主席。其最初的工作是由几个小组分别     

构造与地表过程相互作用:正断层陡崖形态和几何特征分析

量化分析构造、侵蚀与气候之间的相互作用关系是现代地球动力学的前沿.断层陡崖是伸展构造环境中的一种常见地貌特征,是构造与地表过程密切耦合作用下演化的结果.断层崖面形态各异,如断层陡坎、断层三角面和断层梯形面等.本文基于数值模拟方法,对断层滑动速率、断层滑动周期、河流下切系数、山坡蠕移系数等关键性控制因素对断层崖形态和几何特征的影响进行了系统分析,主要结论为：依据参数空间的动力学对比模拟结果,可以将断层陡崖分为三个主要类型,即沟壑型、断层三角面型和尖锥型;断层陡崖的最终形态主要受地表演化过程（即河流下切、山坡蠕移）的控制;三角面型陡崖的高度和宽度随时间增大,但坡度角在演化过程中基本不变,其几何特征主要受控于断层滑动速率,且在相同的气候和岩性条件下,与断层滑动速率呈正相关;在十万年时间尺度下,断层滑动周期与三角面的形态和几何特征基本无关.断层滑动速率与三角面坡度角间的正相关关系可用于解释观测数据的统计结果,如希腊和保加利亚的观测数据.     

Summation and decomposition of principal stresses in the crust

InthecompilationofWorldStressMap,9%ofdatacomesfromovercoringandhydraulicfracturingmeas-urement,23%fromboreholebreakingoff,63%fromearthquakefocalmechanism,and5%fromyounggeo-logicalinvestigation(Zoback,etal,1989).Onlyovercoringandhydraulicfracturingcanprovideboththeorienta-tionandmagnitudeofthehorizontalstress,allothermethodscanonlyprovidetheorientation,butnothemagni-tudeofthestresses.Althoughsomeresearcherstriedtoestimatemagnitudesofstressesinearthquakemechanismresearchbasedonsomeadditionalass…     

Deep geodynamics of far field interconti- nental back-arc extension: Formation of Cenozoic volcanoes in northeastern China

Introduction Northeastem China has the most strong Cenozoic volcanism in China (Liu, 1999), where dis-tributes more than 500 Cenozoic volcanoes, including sleeping volcanoes of Tianchi Lake (Celes-tial Pond) of Changbai Mountain, and Wudalianchi (Five linked Lakes) (LIU, 1999). Vo lcano ofTianchi Lake of Changbai Mountain consists of basaltic rocks of shield-forming stage andtrachytes and pantellerites in cone-forming stage. It is suggested by study of REE, incompatibleelements a…     

岩石破裂强度变化对孕震系统地震活动影响的动力学模型研究

以构造块体成组孕震模型为基础,讨论了孕震系统在局部孕震体强度发生变化时整个系统中的地震活动性变化特征。分析了岩石介质强度在其正常背景下发生弱化和强化后,孕震系统中各地震带上地震活动的时、空、强分布特征。结果表明,在外界影响（即边界动力作用）不变的情况下,不论是系统局部发生弱化还是强化,强度变化不仅影响到发生变化的地区中的地震活动性,而且对与其相连的地区及系统内其它没有发生变化的地震带上的地震活动都有强烈的影响