中国大陆东部大洋板块俯冲的三维黏弹性有限元模型

利用三维黏弹性有限元模型 ,模拟出中国大陆的长期平均运动状态。其位移场与当前GPS结果比较有很强的一致性和较小的差异性 ,这从一方面说明了各时期板块边界的运动状态可能只是在均衡状态附近的幅度不大的震荡。进一步分析其应力场 ,由于海洋板块的俯冲 ,在大陆东部边界产生挤压、引张、挤压应力相间的情形 ,华北地区出现引张力作用 ,与其他研究结果一致。分析大陆东部的剖面 ,进一步证明大陆东部应力性质的变化 ,并且由于大陆岩石圈本身分层流变性会使应力逐渐集中到黏滞性较大的地壳部分。模拟显示在大陆岩石圈剖面中形成规模不等的位移对流环 ,还有待进一步的研究     

全球主要火山灾害及其分布特征

本文研究了火山灾害各种致灾因子的物理过程和灾害特点,根据文献中记载的全球火山灾害,在进行火山灾害分区研究的基础上,研究了全球火山灾害分布特征.全球主要的火山灾害分布在8个主要区域.有记载的火山灾害在热带占73%,远高于火山喷发分布于热带区的比例.全球两个最强烈的火山灾害分布区都是围绕着位于板块结合部表现为复杂构造结的班达海和加勒比海,而且每一个灾害区都有3条分支.热带区第3个灾害区为中非区,地幔上隆是这里主要的动力学背景.本文还研究了1700年以来火山灾害时间分布特征,以及1993年以来各种火山灾害发生频次.     

全球大地震时空分布与动力学机制的初步研究

文中根据最新的全球大震资料划分了 10 0a来全球特大地震的时空演化过程 ,表现为环太平洋带与近纬向活动带两种强震分布图像 ,以 2 0a左右的时间段交替出现。逆冲和引张型地震释放了全球强震能量的主要部分。逆冲型地震主要发生在环太平洋地震带上 ,在喜马拉雅碰撞边界和巽他弧也有发生。引张型地震主要出现在洋脊和裂谷地区。而走滑型地震主要分布在东亚大陆内部、北美板块西边界和加勒比板块的周边、西南太平洋带、以及地中海 -喜马拉雅带部分区域 ,呈近纬向分布。地幔对流的垂直运动与水平运动分量的比率 ,决定了逆冲、引张与走滑型强震的能量释放份额。地幔运动在地表体现在逆冲、引张与走滑型强震空间分布的区域差异性。这种差异在时间上的演化形成了全球强震活动环太平带与近纬向分布图像的交替出现。     

A numerical method of viscoelastic finite element coupled with spring-block model to simulate the interaction of faults and crustal blocks

A numerical method of viscoelastic finite element coupled with spring-block model is developed to study temporal processes from the slow tectonic motion of large-scale crust to the rapid failure of small-scale faults. Our modeling demonstrates that the motion of crustal blocks is driven by forces from tectonic plate boundaries, and the deformation is distributed on faults for the stress accumulating. The coupling model generates earthquake sequences that display a magnitude-frequency scaling consistent with Gutenberg-Richter law. The frictional heterogeneities affect earthquakes occurrence and stresses distribution of crustal blocks. Rupture of earthquakes starts at the nucleation node, and propagates bilaterally along faults with the stress triggering, release and redistribution. The failure of faults releases part of crustal stresses, the stress state of crustal blocks near fault is affected by the rupture of local segments on the fault, and the stress state of crustal blocks far away from the fault is controlled by the seismic activity of the whole fault.     

粘弹性有限元与弹簧滑块耦合模型——断层与地块相互作用的数值模拟

建立了粘弹性有限元方法和弹簧滑块的耦合模型,模拟了缓慢的大尺度地壳构造运动转化为急剧的小尺度断层失稳的时间过程,展示了地壳块体系统在板块边界作用下的相对运动,断层分配了主要的变形,导致了应力的积累,通过弹簧滑块模型模拟出服从Gutenberg-Richter定律的地震序列。断层摩擦强度的不均匀性控制了地震的发生以及块体的应力状态,地震破裂过程由成核点开始向两端扩展,伴随有应力的触发、应力释放和应力再分配的过程。断层的破裂事件释放了地壳块体的部分应力,靠近断层的地块应力受到局部破裂段的影响,而远离断层的地块应力状态受到断层整体地震活动的控制。     

中国大陆与邻区强震分区活动性及其随时间演化

根据主要构造分布、震源机制解分布及地震活动状况，将中国大陆及邻区分成20个单元，6个区。利用中国地震局地球物理研究所提供的地震目录，计算近百年来各单元和各区的6级以上强震释放应变能，做出时间滑动后的应变能—时间曲线图，分析认为：(a)中国大陆及邻区百年来的强震活动是一个复杂的时空动态过程，每个区、带有其高、低潮，然而各地区没有统一的地震释放应变能高潮与低潮；(b)强震的活动与平静只是相对而言的，没有绝对的活动或平静；(c)微动态期划分较好的体现了强震活动特征，每个微动态期内至少有一个高潮期，且强震集中在一个主体地区内发生，各搬动态期的能量可以有起伏。通过进一步的讨论和分析，提出中国大陆地壳变形主要受三方面因素的控制：(1)印度板块、太平洋板块和菲律宾板块的活动及其变化控制中国强震活动图像的总体格局；(2)大陆地壳结构的非均匀性及其变化影响了主体地区的形态结构；(3)地壳形变的继承性影响强震活动主体地区形成与变迁的过程。     

强震活动主体地区形成机理的数值模拟研究

中国大陆内地震属于板内地震,有不同于板块边界地震的物理机制.中国大陆周围受到印度、太平洋和菲律宾海三大板块的联合作用,岩石圈结构复杂,具有横向和纵向不均匀性,这些因素必然影响大陆内的应力场分布,从而影响大陆内强震的活动,但其影响方式和物理过程,都需要进一步研究.本文从中国大陆动力学背景特征、应力在岩石圈中的传播特征、大陆岩石圈介质特征、前期强震活动对局部地壳的影响等方面进行较全面的计算和模拟,希望能较好地理解和探讨以上问题.     

中国大陆强震区的形成及其动力学分析

根据强震能量密度分布图对中国大陆强震区进行分析 ,运用三维黏弹性有限元模拟研究在印度次大陆的长期推挤作用下中国及其邻区的黏弹性变形场与应力场。中国大陆强震区主要是在3方面的动力作用下形成的 :1)印度次大陆长距离的挤入使碰撞带 2犄角的变形不断延伸 ,形成两侧的变形梯度带 ,高原巨厚地壳为弹性应力能的集中创造了介质条件 ,处于较大深度和较高温度下的下地壳的蠕变使上部弹性层的应力集中。 2 )亚洲东部大尺度向E运移使印度板块向NNE的挤入在青藏高原北部转为NE向运动 ,同时也使两侧变形带由NNE转为NE向。 3)高原内部的不均匀挤出促进了高原东侧 3个弧形带的形成     

卫星遥感技术在火山监测中的应用

作为一门新兴技术，卫星遥感已被有效地应用于火山活动监测、通过SAR(合成孔径雷达)和InSAR(合成孔径雷达干涉成像)资料可以监测火山地表形变、使用热辐射数据以及将遥感与其它技术相结合能够研究火山区的热活动和火山喷发物。在我国的火山监测中，广泛地应用卫星遥感技术是非常必要的。     

百年来中国大陆强震活动的微动态分期及其空间分布

分析了近百年来中国大陆强震的时间与空间分布。强震活动具有在时间上的起伏特征与空间上集中分布于主体地区的特征。综合考虑时间、空间的分布特征的动态变化 ,进一步阐明了微动态期划分的意义 ,并且与活动 -平静期进行了对比。中国及其邻区大陆强震的个体行为具有丛集性。近百年来存在一种大约 13a的阶段 ,反映了大范围的地震能量积累的起伏发展过程。与时间轴上的相对高潮期相对应 ,各期存在 1个地震活动主体地区与另 1个次活动区 ,2个大震活动区的相对位置往往分别处于青藏高原的两侧。相当部分的强震孕育是在原有孕震区继续进行的 ,而多数强震的孕育是在原有区域外进行的。活跃期与平静期的划分对理解时间分布的不均匀性是有意义的 ,然而活动期的长短不一 ,强度不同 ,活动期内也有起伏。从强震活动的孕育过程看 ,微动态期的划分更有利于对强震空间分布的预测