岩石圈结构对陆内大地震同震和震后形变的影响

发布时间：2020-05-31 00:10

【摘要】：大地震触发前区域会经历一段时间的构造加载而引起地表形变发生变化,当地震发生时会在很短的时间内形成较为明显的同震破裂,而主震结束后较长的时间里岩石圈粘弹性层仍会以粘性松弛的方式形成震后形变。余震序列往往与震后形变密切相关,而影响震后形变的因素不仅与地震发震断层和震级有关,同时与岩石圈的结构有关。大陆岩石圈结构在横向和垂向上都会存在较大的差异,地震作为地球内部运动和能量调整的一种方式,不同的岩石圈结构对地震形变的各个阶段影响不同。研究表明龙门山断裂带两侧岩石圈结构存在明显的横向不均匀性,唐山大地震余震活动时间明显长于和昆仑山大地震余震活动使我们进一步考虑岩石圈结构垂向不均匀性对同震和震后形变的影响。通过ABAQUS有限元软件的二维粘弹塑性模型和PSGRN/PSCMP程序的半无限空间分层模型分别研究了上地壳弹性模量、上地壳弹性厚度和中下地壳粘滞性系数对地震形变的影响。综合两者的计算结果,可以发现一些共性:上地壳弹性模量越大,同震形变量越大,震后形变达到稳定的时间越短,;上地壳厚度越大,震后粘性松弛引起的形变量越小;中下地壳粘滞性系数越大,粘性松弛时间越长,松弛形变速率越小。断层倾角主要影响地震的同震形变的样式和大小,低倾角断层的水平和垂直变形量均大于高倾角断层,高倾角断层会在断层附近形成凹陷区,铲型断层既具有较大的垂直同震变形,又会形成类似高角度断层的凹陷区。以山东郯城1668年大地震为例,以前人地表形变调查结果为约束,利用弹性位错理论获取了地震的同震破裂模型;在此基础上,基于粘弹性半无限分层模型计算了此次地震的同震和震后形变,同时设置发震断层为接收断层计算了区域库仑应力变化分布,讨论了当地幔取不同粘滞性系数时对地表形变和库仑应力变化的影响。计算结果表明,地震的发震断层具有右旋走滑兼逆冲的性质,同震位移量巨大且能量释放较彻底;同震的破裂造成震中郯城县西北、东北和南部区域库仑应力增大,而震后形变使得这些区域库仑应力进一步增加;震后形变以及库仑应力变化达到稳定的时间取决于粘滞性系数的大小,但最终的稳定数值基本一致。
【图文】：

图２－１邋ＡＢＡＱＵＳ求解流程图逡逑Ｆｉｇ．２－１邋Ｔｈｅ邋ｆｌｏｗ邋ｃｈａｒｔ邋ｏｆ邋ＡＢＡＱＵＳ逡逑２．５小结逡逑本章节主要介绍了有限元方法相关发展历程以及弹性力学上的控制方程和原理，总逡逑结了有限元方法分析问题的步骤并简要说明了邋ＡＢＡＱＵＳ有限元软件的＾般流程。逡逑

生代以来发生过印支造山运动和印欧板块碰撞的新生代造山运动（Ｄｉｒｋｓ邋ｅｔ邋ａｌｖ邋１９９４；邋ｊｉａ邋ｅｔ逡逑ａｌｖ邋２００６），，岩石裂变径迹、镜质体反射率以及计算机模拟结果表明龙门山地区１０Ｍａ以逡逑来至少隆升５？６ｋｍ（图３．１），由此形成了现今青藏高原东缘最陡的区域（Ｋｉｒｂｙ邋ｅｔ邋ａｌ．，邋２００８；逡逑刘树根等．，２００３）。研究表明龙门山断裂带不仅位于重力梯度带上，同时也处于Ｍｏｈｏ面逡逑梯度带上，两侧地壳厚度不同。从人工地震的发射剖面来看，以青藏高原东北缘为起点逡逑到四川盆地，地壳分层结构发生了明显的变化，横向上地壳厚度的变化幅度可以达到逡逑１５？２０ｋｍ邋左右（Ｗａｎｇ邋ｅｔ邋ａｌ．，邋２００５；邋Ｚｈａｎｇ邋ｅｔ邋ａｌ．，邋２００９ｂ；柳畅等，２０１２），水平方向上地壳厚逡逑度的不均匀性必然会对地震的形变产生影响。逡逑１６逡逑
【学位授予单位】：中国地质科学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P315

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本文编号：2688940