中国东部地区地震活动与构造应力场关系的有限元数值模拟

运用有限元数值模拟方法结合板块构造边界条件和板内构造分布特征对中国大陆东部地区的基本构造应力场进行数值模拟,根据研究区受周边板块作用的情况分析板块边界作用力的变化对内部应力场的影响。对比有限元数值模拟结果解释了中国大陆东部地区地震活动空间分布的特点。     

下地壳流变与造山带同挤压期地壳伸展的动力学关系

应用不可压缩非牛顿粘性流体的本构关系,对造山带同挤压期下地壳流变及其与上地壳构造伸展的动力学关系进行了二维有限元数值模拟. 结果表明,在板块侧向挤压下,当造山带山根下陷和地表隆起达一定程度后,地壳不同层圈岩石将发生复杂的粘性流变. 流变的运动学方式和分布范围不仅与时间有关、同时还受地壳厚度转变带形态的制约. 在构造挤压和山体荷载达到弹性平衡状态后,地壳流变首先发生在造山带下地壳山根,但经一定的Maxwell时间后,流变将不断局限于造山带前缘的厚度转变带. 这一流变方式的变化是导致造山带浅部地壳动力学转变的主要原因. 它造成造山带内上地壳最小主应力从近水平挤压不断转化为近水平拉张,由此使造山带前陆发生挤压冲断的同时,山体的核部发生上地壳的拉张伸展. 最后,应用这一结果讨论了青藏高原南缘南北向地壳伸展的动力学性质.     

下地壳流变与造山带同挤压期地壳伸展的动力学关系

应用不可压缩非牛顿粘性流体的本构关系,对造山带同挤压期下地壳流变及其与上地壳构造伸展的动力学关系进行了二维有限元数值模拟. 结果表明,在板块侧向挤压下,当造山带山根下陷和地表隆起达一定程度后,地壳不同层圈岩石将发生复杂的粘性流变. 流变的运动学方式和分布范围不仅与时间有关、同时还受地壳厚度转变带形态的制约. 在构造挤压和山体荷载达到弹性平衡状态后,地壳流变首先发生在造山带下地壳山根,但经一定的Maxwell时间后,流变将不断局限于造山带前缘的厚度转变带. 这一流变方式的变化是导致造山带浅部地壳动力学转变的主要原因. 它造成造山带内上地壳最小主应力从近水平挤压不断转化为近水平拉张,由此使造山带前陆发生挤压冲断的同时,山体的核部发生上地壳的拉张伸展. 最后,应用这一结果讨论了青藏高原南缘南北向地壳伸展的动力学性质.     

岩浆活动与构造应力的相互作用及其与火山活动状态的关系

本文考虑一个包含岩浆囊和火山隆起的三维黏弹性地壳有限元模型,通过数值模拟的方法揭示了岩浆活动与构造应力之间的相互作用.首先,在底部岩浆的持续补给作用下,总结了火山地表形变、应力大小和岩浆囊过剩压力在岩浆补给不同状态下的特征和表象;同时本文研究了构造应力场变化对火山岩浆囊应力的影响,发现10 MPa的板块应力作用能够引起岩浆囊内±1.2~1.6 MPa的压力变化,这个量级足以对岩浆囊形成扰动,从而引发各种火山活动.     

初论华北板内地震断层特征及其与地壳、上地幔动力学过程的关系

本文研究了华北121个地震断层的错动方式,40个地震断层的走向,15个地震断层的破裂方式与扩展方向。在此基础上发现了华北板内地震断层特征与上地幔隆起带之间的某些规律性联系。作者认为:由于上地幔软流圈的异常活动,上地幔顶部隆起的底辟作用以及重力均衡作用,华北大陆地壳正在经历着一种透镜化的拉薄改造过程,据此可以解释华北板内地震断层的特征,并进而探讨华北板内地震高强度性的原因     

塔里木盆地构造应力场的数值模拟及其对油气聚集的意义

据塔里木盆地结构和盆地地层资料建立了盆地三维地质模型,用三维有限单元方法计算模拟了塔里木盆地现代构造应力场。分析了在构造力和重力共同作用下,盆地由浅至深各构造层应力变化特征,并研究了盆地内油气藏聚集与地应力场的关系     

渤海盆地现代构造应力场与强震活动

渤海位于北华北新生代裂陷盆地的东部,是一个晚第四纪形成的内陆海盆. 渤海盆地活动断裂发育,地震活动强烈,交会于渤海中部的NE向营口——潍坊断裂带北段、庙西北——黄河口——临邑断裂带及NW向北京——蓬莱断裂带是主要的活动构造带,将海区分成4个次级新构造区,成为现代应力场作用的构造基础. 综合研究38个震源机制解和75个井区应力场等资料,以及构造应力场二维数值模拟计算结果表明,渤海及其邻区现代构造应力场的压应力方向为NE60～90,张应力为SN——NW30;以水平和近水平应力作用为主;不同构造区主应力方向存在一定的差异. 现今渤海地区地壳发育以NNE——NE和NW——WNW走向的共轭剪切破裂为特征,是控制地震活动的主要构造.     

吐鲁番-哈密盆地中新生代构造变形的数值模拟分析

根据地质、地震剖面、重力等资料及野外实地考察结果，分析了新疆吐哈盆地内各块体的力学性质和运动方式，在此基础上提出了吐哈盆地的发育模式。根据地质模型，并充分考虑了地质时间因素，建立了包括大区域平面模型、南北向剖面模型和台北凹陷三维模型等计算模型，用有限元数值计算方法模拟了古构造应力场和构造变形场。结果表明：吐哈盆地自侏罗纪以来一直受到近南北向的挤压，但盆地各段边界上的作用方向略有变化。模拟结果还显示出盆地的不对称形态以及主应力方向随深度的变化     

渭河流域河流下切速率及其构造意义

基于河流阶地高度和阶地形成年代数据,通过二者的线性拟合方法得到了渭河不同河段及其支流的下切速率,结果表明河流在陇西盆地的下切速率明显高于渭河盆地,可能反应了西秦岭北麓构造活动西高东低的特点。     

华北盆地强震的震源模型兼论强震和盆地的成因

华北盆地自第三纪以来产生不均匀沉降,形成众多凹陷和隆起.传统的热张裂模型或是拉一分模型均不适用于华北盆地.我们根据反射和折射地震探测以及地震体波层析成象的结果,说明震源区附近存在Moho界面断裂,而且有明显的迹象表明,上地幔高温物质（低速度）向地壳下部入侵.因此,作者提出华北盆地强震以及凹陷形成的新模型,即在水平板块构造应力场的背景中,上地幔热物质向地壳下部入侵,它所产生的扰动应力场不仅在横向是不均匀的,而且在垂向也是不均匀的.它能够在地壳上部产生足够大的伸张应力场,同时在地壳中部或下部产生水平切应力场.这个新模型也能解释华北盆地的地壳厚度没有减薄,而地面热流又较大的现象. 由于地壳中力学性质随深度而改变,所以强震可能是由中部地壳的塑性形变以及上部地壳的脆性断层所组成的,即所谓两层破裂的震源模型.     

大华北新构造运动和地震活动“成片迁移”的成因探讨

基于板块间的作用及有关物理参数,分别组构了大华北第Ⅲ（1484—1739年）、第Ⅳ（1815年至今）地震活动期的动力边界和厚度非均匀的“薄板”模型,采用有限元法,并根据地壳屈曲的研究,作了屈曲变形计算.所得屈曲图象与大华北新生代隆起、凹陷分布的基本特征一致,也与近30年来大华北垂直形变速率的分布特怔吻合.不同期高变形梯度区不同,7级以上地震均分布在这种区内.由此得出了新构造运动和地震“成片迁移”的力学机制.     

华北盆地强震的震源模型兼论强震和盆地的成因

华北盆地自第三纪以来产生不均匀沉降,形成众多凹陷和隆起.传统的热张裂模型或是拉一分模型均不适用于华北盆地.我们根据反射和折射地震探测以及地震体波层析成象的结果,说明震源区附近存在Moho界面断裂,而且有明显的迹象表明,上地幔高温物质（低速度）向地壳下部入侵.因此,作者提出华北盆地强震以及凹陷形成的新模型,即在水平板块构造应力场的背景中,上地幔热物质向地壳下部入侵,它所产生的扰动应力场不仅在横向是不均匀的,而且在垂向也是不均匀的.它能够在地壳上部产生足够大的伸张应力场,同时在地壳中部或下部产生水平切应力场.这个新模型也能解释华北盆地的地壳厚度没有减薄,而地面热流又较大的现象. 由于地壳中力学性质随深度而改变,所以强震可能是由中部地壳的塑性形变以及上部地壳的脆性断层所组成的,即所谓两层破裂的震源模型.     

大华北新构造运动和地震活动“成片迁移”的成因探讨

基于板块间的作用及有关物理参数,分别组构了大华北第Ⅲ（1484-1739年）、第Ⅳ（1815年至今）地震活动期的动力边界和厚度非均匀的“薄板”模型,采用有限元法,并根据地壳屈曲的研究,作了屈曲变形计算.所得屈曲图象与大华北新生代隆起、凹陷分布的基本特征一致,也与近30年来大华北垂直形变速率的分布特怔吻合.不同期高变形梯度区不同,7级以上地震均分布在这种区内.由此得出了新构造运动和地震“成片迁移”的力学机制.     

大同盆地内砂板梁上断裂新活动及其力学实验模拟

通过野外实地考察、野外现场力学实验及室内力学实验模拟断裂的新活动，来研究砂板梁新隆起的活动构造特征和类型。旨在从实验模拟与野外实践相结合的基础上，对活动构造，特别是对断裂新活动在第四纪松散沉积层中特殊的表现形式进行研究，寻找第四纪松散沉积层中断裂新活动的有效识别标志，这是准确判定断裂新活动的关键，对工程地质评价及区域性地震危险性分析有很好的实用价值     

朝鲜载宁江断裂带的活动特征及其与地震的关系

通过对朝鲜载宁江断裂带的特征、新活动形迹和地震活动特征的研究,确定它是一条活动断裂,并控制了载宁江地震带的展布。最后,讨论了该断裂带的形成与演化