黏滞分层地幔中密度异常驱动对流模型的研究

在地震层析成像计算的地幔密度异常直接驱动地幔对流的新方法的基础上,发展了在上、下地幔不同黏性结构框架下,密度异常驱动地幔对流的物理模型.利用 Grands和S12-WM13等地震层析成像模型推得的地幔密度异常分布,设置板块绝对运动极型场为运动上边界,考虑深度660km地震波不连续面为界的上、下地幔之间存在黏滞性的差异,直接反演了不同黏滞系数的双层地幔结构下地幔对流的模式.研究中选取地幔平均密度为ρ=5500kg/m3, 上层地幔平均黏滞系数为μ=1021Pa·s,计算了上、下地幔黏滞系数之比为1∶1, 1∶10, 1∶100和1∶1000时地幔大圆剖面、以及区域剖面上的流场.结果表明,两种模型在球谐展开1～13阶的范围内其对流的基本格局相似.当下地幔黏滞性超过上地幔的100倍时,下地幔流场速度与上地幔的流场速度相比显著减小,但是对流仍然表现出单层对流环的基本格局.论文还用 240km深度球面上的对流格局讨论了对流和全球构造之间的关系.     

Upper mantle convection driving by density anomaly and a test model

Introduction Richter and Mckenzie (1978) supposed that there is a small-scale convection system in the mantle. For a long time lots of research provides observational data to infer the possibility of a small-scale convection in the upper mantle. For example, Haxby and Weissel (1986) discussed the relationship between SEASAT map and small-scale convection. Baudry and Kroenke (1991), Maia and Diament (1991) found that the geoid and bathymetry exhibit peaks in the 400~650 km range in the Pa…     

利用地震层析成像数据修正中国西北地区莫霍界面深度

考虑到地壳和上地幔密度异常对地表重力的影响,本文提出了修正单纯利用重力资料 反演地壳厚度的算法．该算法利用地震层析成像结果推算出地壳和上地幔密度异常分布,然 后计算由此分布引起的地表重力异常,再从观测布格重力异常中扣除上述密度异常引起的重 力效应,最后在地壳均衡假设的基础上顾及到对反演参考深度的修正,直接反演区域地壳厚 度．本文利用胥颐等地震层析成像的数据,修正了中国西北地区莫霍界面的深度．结果表明, 该区域地壳和上地幔密度异常引起的地表重力异常值为——60times;1O-5m／s2～30times;10-5m／s2． 与直接使用布格重力异常反演地壳厚度相比较,该密度异常对该区域莫霍界面将产生约6 km 的修正．本方法使得利用重力数据反演地壳厚度在理论上更为完备,实际应用中也比较可 行,为更进一步逼近莫霍界面的真实形态提供了一种途径．      

Modeling transient and long-term postseis-mic deformation: A case study of 1995 M_w9.5 Chile earthquake

In this paper, we firstly use finite element method (FEM) with Burgers model to simulate the postseismic viscoe-lastic relaxation taking 1960 Chile earthquake as an example. The postseismic deformation modeled with Burgers model includes co-seismic deformation, transient postseismic deformation and long-term postseismic deformation. So if we apply Burgers model to calculate postseismic deformation of 1960 Chile earthquake, there is no discrep-ancy phenomenon due to different durations of postseismic deforma...     

震后短期和长期形变模拟——以1960年智利Mw9.5地震为例

以1960年5月智利瓦尔迪维亚(Valdivia)Mw9.5地震为例分析震后不同时期的形变,实现了以Burgers体为粘弹介质模型来模拟震后粘弹松弛效应有限元数值模拟.计算结果表明,该粘弹介质模型可以模拟地震引起的瞬时同震弹性响应及震后粘弹松弛的短期和长期响应.由1960智利Mw9.5地震震后模拟的应变率显示以Burgers体为粘弹介质模型可以解决Maxwell体在模拟震后短期和长期形变不协调问题.     

库仑应力变化与余震对应关系的初步探讨一以集集地震为例

本文以集集地震为例,讨论了在多个小断层的位错模型,分层地质结构这种更加接近实际的情况下的库仑应力变化,计算结果表明有必要考虑这些符合实际的模型．本文分别讨论了走滑断层上库仑应力变化与走滑地震、逆冲断层上库仑应力变化与逆冲地震空间分布的对应关系,计算结果表明集集地震所引起的库仑应力变化确实有利于本地区余震的发生．     

用D\|InSAR技术测量地面形变位移三分量

SAR图像按轨道和天线视向划分有升轨左视、升轨右视、降轨左视和降轨右视四种类型，仅采用其中的一种SAR图像测量地面形变，会因为D\|InSAR技术仅对视线方向位移敏感而产生误差.本文在介绍D\|InSAR测量原理的基础上，详细导出了由视线方向形变量计算真实形变位移三分量的一般表达式，分析了用D\|InSAR技术测量形变位移三分量存在的困难，最后给出了可能解决途径.     

一种子像素偏移追踪算法的实例验证

作为一种中强震形变场获取技术,子像素偏移追踪算法可以与InSAR、GPS等构成重要互补。验证了一种以强度互相关、双线性插值和二维高斯回归三种技术为基础的、新发展的子像素偏移追踪算法,且利用该算法求取了2014年2月新疆于田地震和2013年9月巴基斯坦地震的同震形变位移场。2014年于田地震地表破裂以左旋走滑为主,最大左旋滑移量达到1.5 m。2013年巴基斯坦地震地表破裂主要表现为左旋走滑的弧形破裂,最大滑移量可达到10 m。经计算得到的巴基斯坦地震同震形变位移场与前人的研究结果基本一致,精度可达到百分之三个像素水平。结果表明新发展的子像素偏移追踪算法可以有效求取中强震的同震形变位移场。     

西太平洋下D"区的剪切波各向异性

利用来自汤加—斐济及周边地区发生的47次地震并由中国地震台网中心和IRIS台站记录到的数据,与来自东亚北部及北太平洋地区发生的26次地震并由IRIS台站记录到的数据, 使用ScS-S相对走时分析方法研究了西太平洋下D区的剪切波各向异性, 得到了核幔边界反射点上ScS波径向分量和横向分量的分裂时间, 并计算了D区的地震波各向异性强度. 发现ScS波通过西太平洋下D区时普遍呈现出径向分量走时大于横向分量走时的模式. ScS波的分裂时间值为-0.91~3.21s, 平均值为1.1 s; 各向异性强度值为-0.45%~1.56%, 平均值为0.52%. 观测和分析结果表明, 西太平洋下D区水平流应占支配地位,各向异性结构主要是具有垂直对称轴的横向各向同性介质. 形成这种结构的可能原因是地幔底部水平流导致的核幔边界反应产物或部分熔融物质的形状优选方向, 或下地幔物质的晶格优选方向.      

中国西北及周边地区上地幔密度异常驱动小尺度对流

假设地震层析成像提供的地震波速异常对应于上地幔物质的密度异常分布,而该密度异常直接源于上地幔热对流相应的温度扰动. 在给定边界条件下,利用三维傅里叶变换,在波数域内求解控制流体行为的运动方程和连续性方程,得到上地幔小尺度对流流场. 利用密度异常驱动上地幔小尺度对流的数学 物理模型,采用胥颐、刘福田等提供的地震层析成像数据计算得到了我国西北及周边地区上地幔对流模式. 结果表明,对流流场的顶部在岩石圈较薄的盆地区域呈现上升发散流动特征,如塔里木盆地、柴达木盆地、哈萨克斯坦块体及准噶尔盆地;岩石圈较厚的山脉则对应了会聚下降的流动特征,如天山山脉、昆仑山山脉和祁连山山脉. 同时,塔里木盆地处于拉张状态,驱动其上地幔物质南下向青藏高原北部西昆仑运动,以及北上向天山下部流动,这可能是天山隆升的原因之一.