發(fā)布時間：2021-10-31 19:56

　　統(tǒng)計分析歷史地震數(shù)據(jù)和記錄的區(qū)域地震活動而得到區(qū)域地震復(fù)發(fā)間隔及地震發(fā)生概率是地震危險性分析的關(guān)鍵環(huán)節(jié),其結(jié)果的好壞強烈依賴于使用的地震目錄數(shù)據(jù)的完整性.而現(xiàn)有的地震目錄往往記錄時間較短或不完備.因此如果能夠用基于物理的數(shù)值模擬方法形成更長時間尺度的人工合成地震目錄,并且模擬結(jié)果能夠與變形、地震活動等觀測數(shù)據(jù)吻合,這樣的人工合成地震目錄有助于我們進(jìn)一步理解地震活動特點以及分析地震危險性.文章以青藏高原東北緣為例,建立區(qū)域的三維黏彈塑性有限元模型,模擬了區(qū)域斷層系統(tǒng)的地震循環(huán)和地震序列的時空演化,獲得了萬年時間尺度的人工合成地震目錄.在模型滿足區(qū)域地球動力學(xué)背景的基礎(chǔ)上,根據(jù)模擬的人工合成地震目錄分析了青藏高原東北緣各斷層上不同位置、不同震級的地震復(fù)發(fā)特征,以及長期平均的地震發(fā)生概率,為區(qū)域地震危險性評估提供參考,為基于物理的地震數(shù)值預(yù)報工作提供基礎(chǔ). 

【文章來源】：中國科學(xué):地球科學(xué). 2020,50(07)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：15 頁

【部分圖文】：

青藏高原東北緣地區(qū)構(gòu)造背景

初始應(yīng)力條件對地球動力學(xué)數(shù)值模擬是非常重要的(Zhu和Zhang,2013;祝愛玉等,2015),而由于地球介質(zhì)的復(fù)雜性和內(nèi)部的不可入性(陳運泰,2009),初始應(yīng)力又是難以確定和約束的.在地震循環(huán)過程中,地殼的應(yīng)力狀態(tài)主要有構(gòu)造加載、地震卸載和震后應(yīng)力調(diào)整階段,而這幾個階段均是在背景應(yīng)力場的基礎(chǔ)上發(fā)生的,且這幾個階段導(dǎo)致的應(yīng)力變化,對于背景應(yīng)力場來說,是一個相對小的量(比如,平均的上地殼背景應(yīng)力場或構(gòu)造應(yīng)力場的剪切應(yīng)力一般有幾十個MPa,而地震導(dǎo)致的平均剪切應(yīng)力變化一般為幾個MPa,甚至更小(Kanamori和Anderson,1975).本研究的動力學(xué)模型中,模型的初始時刻是靜巖應(yīng)力場(Luo和Liu,2010;孫云強和羅綱,2018).隨著構(gòu)造的持續(xù)加載,應(yīng)力逐漸積累,并在模型時間約五萬年左右達(dá)到穩(wěn)態(tài)加載的狀態(tài)(應(yīng)力狀態(tài)隨時間、加載而處于相對穩(wěn)定變化的狀態(tài).從材料的彈塑性角度,即模型進(jìn)入塑性變形且達(dá)到了穩(wěn)定加載的狀態(tài)).這個穩(wěn)態(tài)加載的狀態(tài)就是模型模擬的背景應(yīng)力場.模型進(jìn)入穩(wěn)態(tài)加載之后的震間速度場可以與觀測的震間GPS速度場進(jìn)行比較(孫云強和羅綱,2018),其應(yīng)力場可以與地震的震源機制進(jìn)行對比(孫云強等,2019),并且對比結(jié)果都較好.在模型結(jié)果與觀測數(shù)據(jù)資料的對比結(jié)果較好的時候,我們可以認(rèn)為模型能較好地反映區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造運動情況及符合區(qū)域的地球動力學(xué)背景(石耀霖等,2018),從而我們可以計算得到區(qū)域的人工合成地震目錄.

在背景應(yīng)力場的基礎(chǔ)上,我們模擬了區(qū)域的地震循環(huán)和地震序列的時空演化,人工合成了區(qū)域幾萬年的地震目錄(圖4).我們通過計算這個人工合成的地震目錄是否滿足震級-頻度關(guān)系(G-R關(guān)系)來檢驗其合理性.震級-頻度關(guān)系表示地震震級與地震發(fā)生的累積次數(shù)存在線性的負(fù)相關(guān)關(guān)系(Gutenberg和Richter,1944),是地震活動普遍遵循的最重要的統(tǒng)計關(guān)系之一(Gutenberg和Richter,1944;Wiemer和Wyss,2000;Schorlemmer和Wiemer,2005;Parsons,2007),因此人工合成地震目錄是否滿足這個關(guān)系可以作為檢驗其是否正確、完備、合理的一個重要標(biāo)準(zhǔn).圖5為我們根據(jù)人工合成的地震目錄(圖4)計算得到的震級-頻度關(guān)系,可以看到模型計算的地震活動在震級大于Mw5.5(最小完備震級Mc=5.5)的時候是滿足G-R關(guān)系的,用最小二乘法計算b=1.01(圖5a).我們也用中國地震臺網(wǎng)中心提供的區(qū)域2008～2017年的統(tǒng)一正式目錄(儀器觀測地震目錄)計算了區(qū)域的b值,結(jié)果顯示,Mc=1.2,b=0.96(圖5b).可見由人工合成地震目錄與儀器記錄地震目錄計算得到的區(qū)域b值是比較一致的,并且b值大小都近似于全球的平均b值1.0(Nuannin等,2005;El-Isa和Eaton,2014).因此可以認(rèn)為我們計算的人工地震目錄反映了區(qū)域的地震活動情況.4.3 模型斷層系統(tǒng)的地震復(fù)發(fā)特征

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]川滇地區(qū)地震危險性預(yù)測模型[D]. 程佳.中國地震局地質(zhì)研究所 2017



本文編號：3468757