人工地震目录的评估及其在青藏高原东北缘的应用

如何使用古地震序列数据评估数值模拟得到的长期人工地震目录的准确度是地震数值预报研究所面临的重要问题.为探讨上述问题,本文开发了计算人工地震目录与古地震序列匹配度的平均绝对误差法和余弦相似度法,并将其应用于青藏高原东北缘地区,获得了与该地区古地震序列数据匹配较好的人工地震目录.基于匹配较好的目录,本文还计算了海原断裂及香山天景山断裂发生大地震后,大地震在区域四条主要断裂的迁移概率.研究结果表明：（1）以上两种方法均可用于评估人工地震目录与古地震序列的匹配度;（2）与未进行匹配的人工地震目录的迁移概率计算结果比较,通过古地震数据匹配的人工地震目录的计算结果更优,即更接近于基于古地震数据计算的地震迁移概率;（3）当大地震在海原断裂上发生后,海原断裂再次发生大地震的概率最大,约为47%,其次是香山天景山断裂,约为23%~27%.本文对评估基于动力学数值模型产生的长期人工合成地震目录的准确度做出了调查与探索,为区域地震数值预报研究提供了参考.

     

2015年智利Illapel M_W8.3地震同震效应及其对南美大陆地震危险性影响

基于高性能并行有限元方法,建立含地表地形和Moho面起伏的大规模非均匀椭球地球模型,计算了2015年9月17日智利Illapel M_W8.3地震同震效应,同时讨论2010年智利Maule M_W8.8地震和2014年智利Iquique M_W8.1地震对2015年智利Illapel地震的加载作用,进一步分析这3个地震共同作用对南美大陆及周围断层的地震危险性影响.结果表明:对此次智利Illapel地震CEA(中国地震局地球物理研究所)滑动模型计算的地表最大水平位移约为3 m,USGS(美国地调局)模型的最大水平位移约6 m.特大地震影响范围广,南美大陆接近一半区域同震水平位移量级达到0.5 mm;受3次地震共同作用,智利2010年Maule地震南部俯冲带、2015年Illapel地震和2014年Iquique地震之间俯冲带,以及2014年Iquique地震以北俯冲带,受到10 kPa东西向压应力加载;2010年Maule地震和2014年Iquique地震共同加速了2015年Illapel地震滑动;1960年Valdivia M_W9.5地震破裂区、2014年Iquique地震和1995年Antofagasta地震之间区域以及2010年Maule地震和2015年Illapel地震的未破裂区重合处库仑应力变化均超过10 kPa,有可能加速强震的发生.     

海平面上升风险中国大陆沿海地区人口与经济暴露度

基于全球潮汐和浪涌再分析数据集,利用数字高程模型在ArcGIS空间分析工具支持下,提取了中国大陆沿海11个省市海平面上升可能淹没范围,结合人口、经济、土地利用数据构建海平面上升风险暴露度评估模型,评估中国大陆沿海地区海平面上升风险的人口和经济暴露度。结果表明：① 海平面上升风险可能淹没范围主要集中在长三角及苏北沿海、珠三角和环渤海等滨海平原地区,其中可能淹没范围最大的是江苏、上海等长三角地区;土地利用类型中受影响最严重的为耕地,约占受影响总面积的65%,其次为建设用地;② 基于2015年人口、经济统计数据,随着海平面上升水位值重现期的变化（10 a一遇至1000 a一遇）,海平面上升风险影响的人口和经济总量逐渐增加;对海平面上升风险暴露度而言,广州是暴露度等级最高的城市,高暴露度等级的区域仍集中于长三角及苏北沿海、珠三角、环渤海地区;③ 基于5种共享社会经济路径预估的人口和经济统计数据,随着海平面上升水位值重现期的变化,2025年和2100年受影响的人口、经济总量在不同路径下均呈增长趋势,常规发展路径下受影响的人口和经济总量最大,局部或不一致发展路径和不均衡发展路径下受影响的人口、经济低于其他3种路径;从重现期角度看,10 a一遇至1000 a一遇海平面上升风险的人口、经济暴露度向高暴露度等级转移;对比2025和2100年两时段的人口、经济暴露度,2100年的暴露度等级整体低于2025年。     

斑岩矿床侵入体顶部破裂系统形成的力学机制:多场耦合数值模拟的启示

在斑岩成矿系统中, 岩浆侵入体顶部广泛发育了破裂系统.这些破裂既是导矿流体通道, 也是多种矿体赋存的重要空间, 即成矿空间或容矿空间.然而, 该破裂系统形成的力学机制与原因还缺乏细致、深入的研究.本文开发了一个概念性的热-孔隙流体-应力应变耦合(thermal-hydraulic-mechanical coupled)的二维平面应变有限元模型, 并模拟了斑岩成矿系统的温度、应力、应变、孔隙流体压力的演化及岩浆侵入体周围的破裂形成过程.模型结果显示柱状高温岩浆侵入围岩的热作用导致了围岩中三个有效主应力的变化, 但它们增加或减小的幅度不同, 从而导致了差应力或偏应力在侵入岩体顶部及其与围岩接触带的集中.对于具有较高渗透率顶层的斑岩成矿系统, 这种在侵入岩体周边的差应力或偏应力集中, 最终导致了侵入岩体顶部脉状破裂系统的发育以及岩体与围岩接触带中破裂的发育; 而孔隙流体压力对侵入岩体顶部脉状破裂系统的形成与演化也具有一定的辅助作用.最后, 本文将这个概念性模型应用到青藏甲玛斑岩铜多金属成矿系统, 模拟了甲玛斑岩矿床顶部破裂系统的形成与发育, 模型结果与甲玛矿床的斑岩及角岩矿体的容矿破裂分布一致.本研究为斑岩成矿系统中破裂的产生及其导矿构造、容矿空间的形成和发育提供了力学解释, 也对矿产的勘探与开发有着科学指导意义.