青藏高原东北缘地震时空迁移的有限元数值模拟

作     者：孙云强 罗纲 SUN YunQiang;LUO Gang

作者机构：中国科学院计算地球动力学重点实验室地球与行星科学学院中国科学院大学北京100049 

出 版 物：《地球物理学报》 (Chinese Journal of Geophysics)

年 卷 期：2018年第61卷第6期

页      面：2246-2264页

核心收录：

学科分类：070904[理学-构造地质学] 070801[理学-固体地球物理学] 0709[理学-地质学] 0819[工学-矿业工程] 07[理学] 0707[理学-海洋科学] 0708[理学-地球物理学] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0704[理学-天文学] 

基　　金：国家自然科学基金(41574085 41590865)资助 

主　　题：青藏高原东北缘 地震时空迁移 地震丛集 黏弹塑性有限元模拟 库仑应力变化 

摘      要：地震在大陆内部断层系统中的时空迁移和丛集的基本力学机制一直是地球科学家关注的重要问题.青藏高原东北缘地震活动频繁,其地震时空迁移和地震丛集现象显著,是研究这个问题的重要区域.我们建立了一个三维黏弹塑性有限元模型,模拟了青藏高原东北缘主要活动断层系统的地震循环和地震时空迁移;计算了断层系统的应力演化;并探讨了断层之间的相互作用及地震时空迁移和地震丛集的原因.模拟结果显示断层之间的相互作用通过增加或降低断层上的库仑应力,加速或延缓了地震发生,使得区域地震可以在短时间内集中发生,从而形成地震丛集;另外,区域经过多个地震循环的长期演化,一些孕震断层上的应力状态恰好都达到屈服的临界状态附近,从而也可以导致这些断层上的地震在短期内集中发生,因此产生地震丛集和地震迁移.我们发现当区域经历地震丛集之后,该区域的应力大大释放,区域进入地震平静期;随着构造加载的持续,区域应力逐渐恢复,为下一次地震丛集或地震序列累积应力和能量;上述过程可以重复发生.因此地震丛集期与平静期交替出现.我们还统计了各个断层的大地震相互迁移的模拟结果,结果显示青藏高原东北缘下一次大地震有很大的概率会发生在海原断层上.