Numerical simulation of Dabie orogenic belt’s tectonic evolution

The influence of hot mantle intrusive body on tectonic stress field and displacement field of Dabie orogenic belt have been analyzed by means of finite element method. Numerical simulations show that the intrusion of hot mantle material leads to an extensional stress state in the upper crust of central Dabie mountains, while compressive stress state appears on both sides of orogenic belt under the action of horizontal compression from Yangtze craton. This is in accordance with the actual faulting tectonics in this area. Possible evolution trend in transition area is discussed, too. Contribution No. 99FE2020, Institute of Geophysics, China Seismological Bureau.     

Three dimensional tectonic stress field in North China

IntroductionThecrusttectonicstressfieldisoneofthekeyproblemsofgeodynamics,itsmaincontentsareaprobingintospatialdistributionanddynamicevaluationofcrusttectonicstressfield,thentracingtheevolutionprocessofcrusttectonicmovement,learningcontemporarycrusttectoniceventanditsmechanism,thuspredictingthefuturedevelopmentlawoftectonicmovement.Intheendof1970s,aseriesofpaperswerepublishedattheinternationalconferenceonMagnitudeofDeviatoricStressesintheEarth'SCrustandUppermostMantle.Theygavethebriefoutlin…     

Genetic algorithm-finite element method inversion of the factors determining the recent tectonic stress field of part of East Asia area

ＧｅｎｅｔｉｃａｌｇｏｒｉｔｈｍｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｉｎｖｅｒｓｉｏｎｏｆｔｈｅｆａｃｔｏｒｓｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇｔｈｅｒｅｃｅｎｔｔｅｃｔｏｎｉｃｓｔｒｅｓｆｉｅｌｄｏｆｐａｒｔｏｆＥａｓｔＡｓｉａａｒｅａＭＥＩＪＩＡＮ...     

Evolution of 3D tectonic stress field and fault movement in North China

IntroductionThe research on stress field interior the Earth is an either relative old or young branch of geoscience. Early in the 20th century, in order to learn the state of inner stress field, a few scholars had used simple ideal model to analyze big scale tectonic conformations and activities according to tide, gravity, rotation and inner thermal materials. So far, lots of problems on the state of the Earth stress field have not been solved completely yet. The origin of stress field, the d…     

基于断层倾角分段变化的玛多地震发震断层构造应力场演化数值模拟分析

2021年M_S7.4玛多地震是发生在青藏高原巴颜喀拉块体内部的一次左旋走滑型地震,地表沿发震断层——江错断裂形成了150 km长的破裂带和分叉现象.本研究基于玛多地震主震及余震的三维空间分布特征,依据断层走向与倾角的分段变化构建了江错断层的三维精细模型,并顾及GNSS速度场、采用黏弹性本构关系、依据库仑破裂准则,利用ANSYS有限元计算并分析了江错断层面上的应力演化过程.结果表明：江错断层面西段末端浅部区域(＜10 km)、中段深部区域(＞10 km)以及东段末端区域的库仑破裂应力积累速率和等效应力要显著大于其他区域,与玛多地震主震及余震序列存在较好的空间对应关系,意味着高水平的应力积累是诱发玛多主震及余震发育的主要原因.同时,地表沿江错断层分布的高应力区与玛多地震地表破裂带位置基本一致,表明玛多地震对地表高应力区产生的扰动是导致地表破裂的原因.而在震源深度(17 km)水平面内,江错断层东段末端应力集中区的空间范围远大于该处已发余震的分布范围,暗示玛多地震序列并不会使得江错断裂东段积累的构造应力全部释放;结合模拟揭示的江错断裂断层面上应力扩展趋势,推测巴颜喀拉块体东南区域可能是未来发震的高风险区.

     

龙门山地区历史强震数值模拟

考虑区域地质构造差异、主要活动断裂分布特征和地表附加重力影响,建立反映龙门山地区地表起伏和岩石圈分层的三维粘弹性有限元模型。以GPS为约束重建研究区现今构造应力场,依次模拟龙门山地区1900年以来发生的5次M_S 7.0以上地震,从库仑应力和等效应力角度,分析应力场演化对强震的影响以及强震间的相互作用关系。研究结果表明:从库仑应力角度,有3次地震对后续地震有促进作用,其中汶川地震对芦山地震有触发作用;从等效应力角度,有4次地震对后续地震的发生具有加速作用。     

Recent tectonic stress field research in Shanxi graben system

ｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＳｅｖｅｒａｌｙｅａｒｓａｇｏ,ＳｈａｎｘｉｇｒａｂｅｎｓｙｓｔｅｍｗａｓｓｔｕｄｉｅｄｍａｉｎｌｙａｎｄｉｎｄｅｔａｉｌｉｎＣｈｉｎａ．Ｆｉｒｓｔ,ｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆｓｅｉｓｍｏｇｅｏｌｏｇｙ,ｇｅｏｐｈｙｓ...     

断层破裂过程对边坡的广义荷载场的动态影响

利用基于FEPG的有限元新模型,从动力学的角度对地震中断层的破裂过程进行了研究,探讨其对边坡的位移场、应力场的动态影响,从而用数值模拟的方法印证了现有的地震滑坡动力学模型理论.     

1900年以来巴颜喀拉块体应力演化与周缘强震关系的数值模拟研究

以巴颜喀拉块体为研究对象,考虑区域地质构造差异,主要活动断裂带,活动块体和边界断裂带的划分结果,引入深部三维速度结构,建立能反映地表起伏和岩石圈分层结构的青藏高原地区三维黏弹性有限元模型.以地壳水平运动速率观测值和最大主压应力方向测量值为约束条件重建研究区现今构造背景应力场.在此基础上模拟了自1900年以来巴颜喀拉块体周缘的7级以上强震序列,从库仑破裂应力角度研究了应力演化与强震的关系、强震之间的相互作用关系以及长期构造加载对强震的影响.研究结果表明,巴颜喀拉块体周缘强震的发生可能与震源区总应力的增加有关.2008年汶川地震导致龙门山断裂带南段应力增加,表明汶川地震对2013年芦山地震有促进作用.鲜水河断裂带上的7级以上强震序列对发生在邻近龙门山断裂带上的2008年汶川地震和2013年芦山地震有延迟作用.

     

基于Monte Carlo方法数值反演区域初始构造应力场——以巴颜喀拉块体为例

构造应力场往往对地震活动性具有控制作用,应力快速集中的地方常常是地震频繁发生的地方.本文以巴颜喀拉块体及其边界断裂带近20年来的7次中强震为例,结合区域历史地震震源信息、地质背景及GPS等观测数据,利用Monte Carlo方法和库仑-摩尔破裂准则为计算依据,反演该块体的震前初始构造应力场.通过将初始应力场反演中不确定部分限定在一个合理的上下限范围内进行独立的重复性随机试验,并运用统计学方法得到了巴颜喀拉块体1997年玛尼M_W7.5地震震前区域初始应力场.计算结果显示：（1）巴颜喀拉块体10 km深度处最大水平主应力方向自西向东呈顺时针旋转趋势,由NS向转变为近EW向,与浅部实测地应力数据、历史地震类型和板块运动方向吻合较好.（2）最大/最小水平主应力和二者差值自西向东均逐渐增加,最大水平主压应力值~400 MPa,最小水平主压应力值~250 MPa.差应力在昆仑山断裂带与阿尔金断裂带交汇处及甘孜—玉树断裂带西段较低（~150 MPa）;在昆仑山断裂带东端和甘孜—玉树断裂带的东南段局部地区较高（~220 MPa）.

     

广东地区现代构造应力场的模拟计算

运用已知的断裂边界条件、区内震源机制解、小震应力降和环境应力场等资料作为基本数据,建立地质模型和计算模型,用有限元方法模拟计算了华南地区的现代地壳构造应力场.初步得到了本区的外力作用方式、断裂活动情况、应力集中状况、区应力场分布状况,为划分地震危险区段提供了依据.     

Focal mechanisms and tectonic stress field of the Xinfengjiang earthquake

Altogether 83 events were recorded clearly by all the 8 sub-seismometric stations of the telemetrered seismic network in the Xinfengjiang area during the period from October 1st 1983 to April 30th 1987. Based upon the difference of the initial motion of P waves, the authors divided the 83 earthquakes into 37 pattens. Combining similar pattens, we have got 5 types of focal mechanism solutions. The recent tectonic stress field of the Xinfengjiang region is discussed. The characteristics of the stress axis and the nodal planes are different from which our predecessors got earlier; but the present results is similar to which put forward by the authors in 1981. This paper shows that the tectonic stress field is clearly characterized by a compression in the N-S direction. The Chinese version of this paper appeared in the Chinese edition ofActa Seismologica Sinica 13. 462–476, 1991.     

频率域激电有限元数值模拟

在三维地电条件下,应用有限元方法模拟了不同频率谐变电流激发下的地表激电响应,首先根据麦克斯韦方程推导出谐变电磁场复电位的波动方程,利用广义变分原理得到复电位波动方程及其边界条件下边值问题等价的变分问题.尔后将区域剖分离散化,在单元中进行插值,得到一组线性方程组,通过合理存储刚度矩阵、解方程组,得到各个结点上的复电位值,最后得到表征频率域激电响应的幅频率等参数.模拟结果表明该方法合理正确.     

Geometry,kinematics and evolution of the Tongbai orogenic belt

1 Introduction spectively[2,3]. Several tectonic units such as the Bei- The Qinling-Dabie orogenic belt has attracted huaiyang, north Dabie, south Dabie and Susong belts worldwide attention by its very complex and abundant have been recognized in eastern Dabie[4]. Nine tec- geological characters, and has been a “hot point” of tonic units have been recognized in western Dabie and international geological research[1]. A vast amount of a more detailed division has been suggested especially …     

核磁共振测井仪静磁场分布的数值模拟

为了优化磁体设计,加速核磁共振测井仪的研制,本文建立核磁共振测井仪静磁场分布的数学模型,利用有限元方法求取MRIL、CMR及MREx三种核磁共振测井仪的二维静磁场分布,结果表明有限元方法可以方便的求取任意形状磁体的磁场分布,且结果精度较高.     

Numerical calculations of tectonic stress field of Chinese mainland and its neighboring regions and their applications to explanation of seismic activity

IntroductionChinesemainlandliesinthesoutheastofEurasianPlateandisclampedbyindian,PacificandPhilippineSeaPlates.Besides,itislocatedatbetweenthetwobigseismicactivebeltsintheworldatthesametime.Differingfromtheshowoftwobigseismicbeltswhichhaveseismiczonaldistributionalongplateboundary,Chinesemainlandanditsperipheralareahaveapeculiarcharacter,expressingseismicallylargestrength,highfrequency,widedistribution,shallowfocus,seriousdamage,multiplestyles,extremelynonuniformspace-timedistributionandsoo…     

北祁连-河西走廊地区垂直形变与构造应力场关系的初步研究——三维有限元拟合结果分析

根据已知的地震地质资料对北祁连 -河西走廊及相邻区进行了三维有限单元剖分 ,在线弹性条件下 ,拟合了其 2 0a来垂直运动的总体趋势。计算表明 ,北祁连 -河西走廊地区垂直形变的拟合结果 ,与背景应力场的约束形式和变化特征密切相关 ,其中采用构造应力场增强作为加载条件以及稳定地块作为位移约束条件得出的拟合结果与该区域 2 0a来垂直运动的整体分布特点相一致。在此基础上 ,进一步得到其背景应力场增强的量值估算 ,其中SN方向的压力变化为 +0 .11MPa(压为正 ) ,EW方向的压力变化为 +0 .0 4MPa(压为正 ) ,EW方向的压力变化量是SN方向的 3倍左右。此外 ,根据计算得到的 10～ 15km深处剪应力增量Δγxy的分布情况 ,对比中强地震震源分布可以看出 ,剪应力增量与震源在空间分布上有一定的关联性。震源往往分布在剪应力增量变化较剧烈处 ,从而证实了拟合得出的构造应力场具有一定的合理性     

华北地区断层运动与三维构造应力场的演化

利用华北地区断层形变测量资料，通过三维有限元模型，数值模拟了华北地区三维构造应力场的演化过程，得到了1986～1997年以一年为时间尺度的演化图象，并分析了应力场的演化特征；结合华北地区该时间段内的地震活动性，初步探讨了应力场的演化过程与地震活动性的关系．      

喜马拉雅西构造结及邻区岩石圈演化三维有限元数值模拟

用数值模拟的方法探讨了自10 Ma以来喜马拉雅弧形造山带的西构造结及邻区岩石圈的形变和位移变化特征,并采用不同的流变参数和流变结构模拟了前2 Ma内的形变和应力场的演化过程,通过对不同黏性系数、本构关系和初始地壳厚度的改变在演化过程中所起的作用研究表明：（1）采用黏弹性模型时,西构造结区黏性参数的选取对西构造结及邻区隆升高度和隆升范围有重要影响,计算结果给出西构造结区地壳黏性系数应小于1023Pa·s;（2）相对刚性的塔里木盆地采用弹性结构时,对整个西构造结区域的应力和应变场均能引致明显变化;（3）力学性质稳定块体的存在并没有使应力场的传播出现明显的解耦现象.