天山造山带及邻区孕震应力场及断裂带活动性特征的数值实验分析
发布时间：2021-11-11 18:06
天山造山带构造环境复杂,活动断裂带和强震分布广泛,且主要分布于阿尔泰山、天山、西昆仑—帕米尔弧形构造带上,尤以天山地区最为集中.迄今为止,天山造山带地区的主要断裂带的活动特征与孕震应力场特征之间的动力学机理尚未有清晰的认识.本文以GPS等实际观测数据为约束,建立有限元数值模型,计算了研究区域地壳形变、应力/应变积累速率、弹性应变能密度以及库仑应力变化率等关键因素.模拟计算结果显示地表速度场与研究区域实际GPS观测值基本一致,且主要断裂带上弹性应变能密度分布与实际地震活动性也基本吻合,验证了数值模型和结果的可靠性.结合最新的观测和数值模拟结果分析发现,研究区的断层和地震活动性主要受控于近南北向的主压应力,与主要观测特征相一致.同时,帕米尔高原北部边界带—塔什库尔干断裂（TKF）、天山造山带南边界的东侧—迈丹断裂（MDF）、兴地断裂（XDF）库仑应力增大明显,在未来强震发生的可能性较高,应予密切关注.
【文章来源】：地球物理学报. 2020,63(11)北大核心EISCICSCD
【文章页数】：13 页
【部分图文】：
(a)新疆北部地区构造背景图;(b) 研究区历史地震信息
图3给出了新疆北部数值模型计算速度与实际GPS观测值的对比结果.整体上,计算结果与实际GPS观测值基本吻合较好,矢量模约2.03,EW向分量均方根误差约为1.13 mm·a-1,NS向分量均方根误差约为1.68 mm·a-1.但在帕米尔高原地区,速度场存在方向上的微弱差别,这可能与帕米尔高原地区下地壳可能存在与上地壳不同的水平流动速度,使得上地壳受到了一定的黏滞性拖曳力有关.图3 新疆北部模型计算速度与实际GPS观测值对比图
图2 有限元模型网格及GPS插值的模型边界条件董培育等(2016)通过模拟计算认为在青藏高原中部地区可能存在较高的来自于地幔岩石圈的水平拖曳力;如果只考虑弹性模型下的GPS速度边界条件,得到的模拟速度场值与实测值之间的均方根误差约为5.77 mm·a-1,但若在模型中加载拖曳力之后,计算结果显示均方根误差为2.69 mm·a-1(董培育等,2016).当然这部分水平速度场的差异也有可能来源于侧向的物性参数的各向异性或者深大断裂带的影响.究竟为何种原因尚待进一步的地质、地化、壳幔温度和黏度结构观测和探测等研究.本文尚未考虑拖曳力的计算结果,均方根误差仅为2.03 mm·a-1,且主要误差来源于帕米尔高原地区,其他区域均表现为良好的一致性.因此,推断研究区域内除帕米尔高原地区可能存在拖曳力,其它区域可能非常微弱可忽略.
【参考文献】：
期刊论文
[1]天山中段2次MS6.6地震前后库仑应力变化分析[J]. 张琳琳,聂晓红,高朝军,魏芸芸. 内陆地震. 2019(04)
[2]中国大陆活动构造基本特征及其对区域动力过程的控制[J]. 郑文俊,张培震,袁道阳,吴传勇,李志刚,葛伟鹏,王伟涛,王洋. 地质力学学报. 2019(05)
[3]天山造山带地区瑞利面波相速度与方位各向异性[J]. 吕子强,赵俐红,李铂,杨玉永. 地球物理学报. 2019(09)
[4]天山北部强震活动对区域应力扰动的分析——以2012年伊犁M6.6地震和2017年精河M6.6地震为例[J]. 庞亚瑾,程惠红,董培育,石耀霖. 地震. 2019(03)
[5]2017年新疆精河MS6.6主震震源机制解反演及余震序列重定位[J]. 徐志国,梁姗姗,刘杰,邹立晔,刘敬光. 地球物理学进展. 2019(04)
[6]2017-08-08四川九寨沟MS7.0地震对周边区域应力影响[J]. 董培育,乔学军,熊维,柳畅,石耀霖. 大地测量与地球动力学. 2018(12)
[7]新疆天山南部北轮台断裂带晚第四纪活动速率[J]. 姚远,宋和平,陈建波,李帅,贾海梁. 地震地质. 2018(01)
[8]巴颜喀拉块体东缘形变及九寨沟地震孕震环境数值分析[J]. 庞亚瑾,程惠红,张怀,石耀霖. 地球物理学报. 2017 (10)
[9]2016年11月25日阿克陶MS6.7地震前后库仑应力变化分析[J]. 张琳琳,聂晓红,高朝军,魏芸芸. 内陆地震. 2017(02)
[10]2015年智利Illapel MW8.3地震同震效应及其对南美大陆地震危险性影响[J]. 黄禄渊,张贝,程惠红,罗纲,瞿武林,石耀霖. 地球物理学报. 2017 (01)
博士论文
[1]天山地区地壳上地幔速度结构研究[D]. 孔祥艳.中国地震局地球物理研究所 2019
[2]西南天山北东东走向断裂的晚第四纪活动特征及在天山构造变形中的作用[D]. 吴传勇.中国地震局地质研究所 2016
[3]天山造山带构造变形与造山作用数值模拟研究[D]. 雷显权.中南大学 2013
硕士论文
[1]新疆地震构造特征研究[D]. 陈建波.中国地震局兰州地震研究所 2008
本文编号：3489282
【文章来源】：地球物理学报. 2020,63(11)北大核心EISCICSCD
【文章页数】：13 页
【部分图文】：
(a)新疆北部地区构造背景图;(b) 研究区历史地震信息
图3给出了新疆北部数值模型计算速度与实际GPS观测值的对比结果.整体上,计算结果与实际GPS观测值基本吻合较好,矢量模约2.03,EW向分量均方根误差约为1.13 mm·a-1,NS向分量均方根误差约为1.68 mm·a-1.但在帕米尔高原地区,速度场存在方向上的微弱差别,这可能与帕米尔高原地区下地壳可能存在与上地壳不同的水平流动速度,使得上地壳受到了一定的黏滞性拖曳力有关.图3 新疆北部模型计算速度与实际GPS观测值对比图
图2 有限元模型网格及GPS插值的模型边界条件董培育等(2016)通过模拟计算认为在青藏高原中部地区可能存在较高的来自于地幔岩石圈的水平拖曳力;如果只考虑弹性模型下的GPS速度边界条件,得到的模拟速度场值与实测值之间的均方根误差约为5.77 mm·a-1,但若在模型中加载拖曳力之后,计算结果显示均方根误差为2.69 mm·a-1(董培育等,2016).当然这部分水平速度场的差异也有可能来源于侧向的物性参数的各向异性或者深大断裂带的影响.究竟为何种原因尚待进一步的地质、地化、壳幔温度和黏度结构观测和探测等研究.本文尚未考虑拖曳力的计算结果,均方根误差仅为2.03 mm·a-1,且主要误差来源于帕米尔高原地区,其他区域均表现为良好的一致性.因此,推断研究区域内除帕米尔高原地区可能存在拖曳力,其它区域可能非常微弱可忽略.
【参考文献】：
期刊论文
[1]天山中段2次MS6.6地震前后库仑应力变化分析[J]. 张琳琳,聂晓红,高朝军,魏芸芸. 内陆地震. 2019(04)
[2]中国大陆活动构造基本特征及其对区域动力过程的控制[J]. 郑文俊,张培震,袁道阳,吴传勇,李志刚,葛伟鹏,王伟涛,王洋. 地质力学学报. 2019(05)
[3]天山造山带地区瑞利面波相速度与方位各向异性[J]. 吕子强,赵俐红,李铂,杨玉永. 地球物理学报. 2019(09)
[4]天山北部强震活动对区域应力扰动的分析——以2012年伊犁M6.6地震和2017年精河M6.6地震为例[J]. 庞亚瑾,程惠红,董培育,石耀霖. 地震. 2019(03)
[5]2017年新疆精河MS6.6主震震源机制解反演及余震序列重定位[J]. 徐志国,梁姗姗,刘杰,邹立晔,刘敬光. 地球物理学进展. 2019(04)
[6]2017-08-08四川九寨沟MS7.0地震对周边区域应力影响[J]. 董培育,乔学军,熊维,柳畅,石耀霖. 大地测量与地球动力学. 2018(12)
[7]新疆天山南部北轮台断裂带晚第四纪活动速率[J]. 姚远,宋和平,陈建波,李帅,贾海梁. 地震地质. 2018(01)
[8]巴颜喀拉块体东缘形变及九寨沟地震孕震环境数值分析[J]. 庞亚瑾,程惠红,张怀,石耀霖. 地球物理学报. 2017 (10)
[9]2016年11月25日阿克陶MS6.7地震前后库仑应力变化分析[J]. 张琳琳,聂晓红,高朝军,魏芸芸. 内陆地震. 2017(02)
[10]2015年智利Illapel MW8.3地震同震效应及其对南美大陆地震危险性影响[J]. 黄禄渊,张贝,程惠红,罗纲,瞿武林,石耀霖. 地球物理学报. 2017 (01)
博士论文
[1]天山地区地壳上地幔速度结构研究[D]. 孔祥艳.中国地震局地球物理研究所 2019
[2]西南天山北东东走向断裂的晚第四纪活动特征及在天山构造变形中的作用[D]. 吴传勇.中国地震局地质研究所 2016
[3]天山造山带构造变形与造山作用数值模拟研究[D]. 雷显权.中南大学 2013
硕士论文
[1]新疆地震构造特征研究[D]. 陈建波.中国地震局兰州地震研究所 2008
本文编号：3489282
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