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Numerical modeling of the shear modulus and stress state of active faults in the northeastern margin of the Tibetan plateau

Authors:
  • The First Monitoring and Application Center, China Earthquake Administration

Abstract

As an important factor that controls the relative movement of two walls of a fault, the mechanical properties of rock are closely related to the fault slip, stress state and the regional crustal velocity field. Subjected to the northward motion of the India plate, and blocked by the Ordos and Alashan blocks, the northeastern margin of the Tibetan plateau exhibits a complex pattern of tectonic deformation. In this paper, a 3-D finite element geodynamic model is established based on the synthetic investigation of the geodynamics environment, spatial distribution of active faults and the crustal rheological structure. Constrained with GPS data, this model is employed to investigate the fault shear modulus and its effect on the regional crustal velocity field. Furthermore, the stress state of the major active faults is determined with the best fitted model. The simulation results indicate that the regional crustal motion is closely related to the mechanical properties of eastern Altyn fault (AEJ) and the Generalized Haiyuan fault (G_HY), and the shear properties of these two faults are opposite to each other. The shear modulus of AEJ is as strong as the surrounding crustal media while that of the G_HY could be as low as 1/10000 of the surrounding intact rocks. Moreover, the Liupanshan fault (LPS) and the north-edge fault of the West Qinling (XQL) are not sensitivity to the crustal velocity field, but both exhibit relative strong shear property. In addition, the stress state analysis points out that AEJ, three segments of G_HY (Muli-Jiangcang Fault (MJF), Jinqianghe-Maomaoshan-Laohushan fault (JMLD) and LPS that are located in the western, central and eastern of G_HY respectively), and the middle to western section of the XQL are all at high shear stress rates currently. The region of high stress rate is consistent with the high fault locking area in previous studies. That the high stress rate in dynamics agrees well with high fault locking in kinemics manifests that these regions are at high seismic risk that deserve more attention in the further analysis.
卷 第
     
 
 
 HY
石富强邵志刚占伟等青藏高原东北缘活动断裂剪切模量及应力状态数值模拟地球物理学报
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
青藏高原东北缘活动断裂剪切模量及
应力状态数值模拟
西省地震局西安 
中国地震局地震预测研究所 
中国地震局第一监测中心 
中国地震局地壳应力研究所 
 作为控制断层两盘相对运动的重要因素
断裂带介质力学性能与断层面上的滑动速率及应力状态
区域地
壳运动速度场等密切相关
受印度板块北东向推挤以及阿拉善地块和鄂尔多斯地块的阻挡作用
青藏高原东北缘
构造变形复杂
本文在综合区域动力学环境
活动断裂空间展布以及下地壳黏滞性结构的基础上构建了青藏高原
东北缘三维有限元动力学模型
速度场为约束模拟研究了断层剪切力学性能对区域地壳运动速度场图像
的控制作用
进而在最优模型基础上分析了当前青藏高原东北缘不同断裂的应力状态
结果显示
阿尔金断裂东段
和广义海原断裂对区域地壳运动速度场控制作用强烈
但二者剪切力学性能相反
阿尔金断裂东段断层剪切模量
与周边地壳介质相当
而广义海原断裂断层剪切模量可低至周边地壳介质剪切模量的
西
岭北缘断裂对区域地壳运动速度场的控制作用较弱
模拟结果显示二者均具有较强的剪切力学性能
基于最佳模
型的应力状态分析指出
阿尔金断裂东段
广义海原断裂西段的木里江仓断裂
中段的金强河毛毛山老虎山
断裂
东段的六盘山断裂
以及西秦岭北缘断裂中西段当前应力率水平较高
且与前人给出的青藏高原东北缘高闭
锁区域吻合
动力学上的高应力率与运动学上的强闭锁良好吻合
预示着这些断裂是地震危险分析值得关注的区域
关键词 青藏高原东北缘断层剪切模量应力状态
地震危险性数值模拟
中图分类号 
稿日期
修定稿
金项目 中国地震局地震科技星火计划
震情跟踪合同制任务
2016010202
和国家留学基金委项目
201604190009
联合资助
第一作者简介 石富强
工程师
年硕士毕业于兰州大学
主要从事地壳运动学及动力学方面的数值模拟工作
讯作者 邵志刚
研究员
年博士毕业于中国科学技术大学
主要从事地球动力学与地震活动性方面的研究
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
球物理学报
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
_
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
_
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
_
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
_
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
为控制断层两盘相对运动的重要因素
带介质力学性质与断层面上的滑动速率及应力状态
 
 
区域地壳运动速度
场图像及其动力来源
 
 
 
 
 
 
及地质
活动
 
 
 
 
相关
从物理
断层力学性质可以理解
为断层面两盘之间的摩擦系
 
 
断裂带的剪切模量
 
 
 
究中通常通过以下两种确定方
一种是根据地质上的认识做定性或半定量的判
弱化带模型中剪切模量取周边介质的
祝爱玉等
玉江等
爱玉等
一方面
随着对地壳介
质认识的不断深入
特别是近年来随着
资料的丰富
有限元模拟技术在国内外地壳动力学
研究中得到广泛应用
志刚
守彪和张
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
江等
同时也为断层介质力学性质的定量
研究提供了新的方法
朱守彪和张培震
断裂
模拟给出汶川地震
门山
青藏高原东北缘的动力学环境时
也关注了研究区
域断裂带介质力学属性对模拟结果的影响
认为青
藏高原东北缘当前地壳运动速度场图像受控于海原
断裂带的弱力学属性
并给出海原断裂带当前断层
参数
摩擦系数
对该
志刚
测数据为约束
通过有限元数值模拟手段在地球
物理观测资料稀少的马尔马拉海域开展海底断裂滑
动速率及地震危险性研究的模拟结果表明
区域地
壳运动速度场图像可以反映出断层力学性质强弱
 
石富强等
青藏高原东北缘活动断裂剪切模量及应力状态数值模拟
前马尔马拉海海底断裂有效摩擦系数高
断层处
闭锁
附近的伊斯坦布尔
市地震危险性值得注意
青藏高原东北缘是印度欧亚板块碰撞向北东
方向扩展的前缘
是我国大陆地震活动频繁
地壳变
形强烈的区域之一
纪以来该区域发生了
级地震以及
昆仑山口西
地震等多次强震
区域内发育
有阿尔金断裂带
广义海原断裂带以及西秦岭北缘
断裂带等大型断裂带
其中广义海原断裂带是该区
条重
是青藏高原东
 
 
六盘
向西经海原
南西华山
哈思山
景泰
天祝
冷龙岭
祁连
沿大
到哈拉湖止
全长
造变形上
该断裂带西段表现为左旋逆
 
 
 
 
段老虎山
断裂
 
 
段六盘山断裂表现为左旋逆冲
 
壳运动速度场观测也表
现出相同的结果
 
 
文俊等
地震活动图像以及地壳形变观测揭示的断层
运动状态显示
该断裂中部狭义海原断裂曾发生了
层活动闭锁程度较低
同时可能存在一定程度的蠕
 
 
强河毛毛山
是天祝空段
 
 
主要活动断
断层活动闭锁程度较高
 
强震
但也有研究指
出老虎山断裂存在长约
5k无震滑移段
 
测的断
 
西
0k
地壳缩短区域
断层闭锁程度高
未来强震危险同
样值得关注
这些研究均从不同角度表明广义海原
西
项工作组
青藏高原东北缘是一个由北东东向的阿尔金断裂
北西西向的广义海原断裂以及近东西向的东昆
仑断裂带这三条大型边界断裂围成的相对独立的活
块体内部发育有鄂拉山断裂
日月山断裂等
右旋剪切构造带以及逆冲为主的祁连山汇聚带和六
盘山汇聚带
袁道阳等
海原断裂
西秦岭
断裂
日月山断裂以及六盘山断裂围成的陇西块体
为例
构造变形研究表明六盘山断裂存在一次由东
西向挤压到向南逃逸的构造转换过程
0k
明等
能是西
 
 
ü
出闭锁率较低的蠕滑断层同样具有孕育强震的能力
从探索区域当前地壳运动的动力学机制
有必要结合现有
为此本文在考虑区域活动断裂空间展布以
及下地壳黏滞性结构的基础上构建了青藏高原东北
限元
观测数据为约束
大量模拟试验分析青藏高原东北缘主要活动断裂
的断层力学参数以及当前应力状态
 型构建
文主要关注祁连地块
考虑青藏高原动力学
环境和块体划分
 
 
使得
通过
尽量减少阿拉善地
鄂尔多斯地块与青藏高原
缘下
 
型范围尽量保持在青藏块体内部
合断层展布以及
空间分布
在北侧边界和东
侧边界少量跨入阿拉善地块和鄂尔多斯地块
的区
因此模型的南边界尽
避开
考虑青藏高原东北缘
的动力学环境
本文模型中包含了阿尔金断裂
广
断裂
西秦岭北缘断裂
断裂
断裂等活动断裂
断裂数据采自郑文俊等
道阳等
通过对所调研的地质资料进行
假设构建青藏高原东北缘动力学模型
根据青藏高
北缘
0k
0k
 
以及嘉世旭和张先康
洪双等
于青藏高原东北缘速度结构研究结果
8G
球物理学报
 
 
 青藏高原东北缘主要活动断裂及历史地震破裂区分布
专项工作组
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
模量
虑到本文
重点
所以模型下地壳采用更
加 符 合地 壳 长 期 变 形模 拟
×
·
研究区域阿尔金断裂
广义海原断裂
西秦岭北缘断裂等均以走滑运动为
断裂
0k宽的垂直剪切变形带
其剪切模量将是本文重点讨论的断层介质力学参数
模型网格尺寸控制在
0k
型共包含
 交各向异性断层本构关系
由于模型涉及的断层较多
线
层模型计算耗时长
收敛困难
提高计算速度并保证得到与摩擦接触单元等效的计
本文作者经过大量试验
引入复合材料力学
中正交各异性
沈观林和胡更开
层的
垂直断层方向的力学参数与
周边介质一致
而走向和倾向方向剪切模量可以根
据情况调整
实现走向和倾向方向的自由剪切滑动
对比研究表明
石富强等
相比直接降低弹性
介质
基于正交各向异性本构关系
的断层模型在地壳运动位移场以及应力场方面均与
非线性摩擦接触模型的模拟结果吻合良好
假定断
层带为夹在块体之间的类似于层合板的一类特殊介
其在垂直于断层方向力学性质与周边块体相近
产生
而在平行于断层运动
方向上的剪切模量较小
够产
则根据复合材料力学
知识
断层内应力应变关系在其三个主方向上满足
ε
×
×
×
σ
×
ε
ε
ε
ε
ε
ε
ε
σ
σ
σ
σ
σ
σ
σ
分别为三个主方向的应变和应力分量
断层介质的变形主要是走向和倾向的剪切行
其他方向上的介质力学性质与周边介质一致
此正交各向异性本构关系的柔度矩阵可以表述为
0 0
0 0
0 0
000
0 0 0
 
石富强等
青藏高原东北缘活动断裂剪切模量及应力状态数值模拟
别为周边介质弹性模量和泊松比
断层在剪切方向
走向和倾向
上的剪切模量
立于
便
我们引入一
个无量纲参数
λ
ν
周边地壳介质剪切模量
不同断裂
断裂不同分段
的走向和倾角不同
考虑模型坐标系和断裂走向
角关系将上述柔度矩阵旋转即可得到模型坐标系下
断层介质的本构关系
强等
 弹性本构关系
对于黏弹性材料的应力响应包括弹性部分和黏
在小应变理论下
各向同性的黏弹性本构方
程可以写为
李玉江等
σ
τ
τ
τ
τ
Δ
τ
τ
σ
西
别为柯西应力的
部分
数对其展
!
!
 
弛时间为
 
η
 
η
η
介质黏弹性系数
一般认为地壳介质为体积不可
朱守彪和张培震
进一步假定
!
 型边界约束
地壳动力学数值模拟研究中
模型初
条件
型的
但又很难深入地壳通过测
量来定量给出
壳运动速度观测直观地给出
同区
是深部地壳运动在
地表的直接反应
本文主要讨论的是上地壳断层剪
切模量的强度问题
忽略地壳运动速度沿深度方向
异对
刘峡等
部地壳运动速度与地表观测的一致
不考虑深部物
涌等
约束模型底部的垂向位移
为进一步体现研究区域断层力学参数对地壳
运动速度场的影响
本文选取模型边界附近以及模
型边
测数据充当
动员
色误差椭圆标记的
测速度
线
 究区域观测速度场
红色误差椭圆标记的
观测速度用于插值给出模型的边界条件
模型内部黑色空心误差椭圆标记的
观测速度用于检验数值模拟结果的可靠性
洋红色矢量为本文模型边界约束
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
球物理学报
 
 
给出模型边界条件
洋红色箭头矢量
模型
内部
测数据充当
裁判员角色
来检验模拟
结果
黑色空心误差椭圆标记的
速度
 拟结果检验及评价
关于地壳动力学数值模拟结果检验
一般追求的
是模拟结果与观测结果一致
认为模拟结果与观测结
果之
 
 
 
 
实际操作
过程中几乎不可能甚至做不到模拟结果与观测结果
一致
残差为
合理
为了更好的提高模拟结果可靠性评价的
本文引入
测误差椭圆
的检验方法
 
 
了一定补充
为只要当模拟值与观测值之差位于观测结果误差椭
圆内部则模拟结果可靠
可信度降低
δ
观测点的评价参数
δ
误差椭圆极半径
θ
极半径对应的幅角
    
Δ
×Δ
Δ
Δ
Δ
θ
  
θ
向模拟值和观测
值以
方向的模拟值和观测值
Δ
Δ
向的观测误差
物理
δ
观测
方位
δ
的模拟结果落于该点
观测误差椭圆内部
 模拟结果评价示意图
 
 
 
 
 
 
对于整个模型的模拟效果可以采用对多个观测
点的算数平均来评价
δ
×
δ
 拟策略
由于本文构建的模型涉及断层较多
本文主要
针对阿尔金断裂
广义海原断裂以及西秦岭北缘断
三条
其他断裂的剪切模量则
根据前人研究
张东宁等
取为周边地壳介质剪切模量
尽可能快
速的取得较好的效果
本文首先从宏观角度分析区
要活
重点考察阿尔金断裂
广义海原断裂
_
西
的剪切模量对区域模拟速度场的影响
λ
研究指出海原断裂摩擦系数低
_
λ
将他们分别组合
共构建4×4×6=
模拟
δ
合模拟结果和
结果
利用式
优选佳 参数
_
效剪切模量
其次考虑现有研究给出的广义海原断裂各段复
杂性
继续保持其他断裂剪切模量为周边地壳介质
剪切模量的
一步模拟结果为准
进一步根据历史地震
闭锁
将广义海原断裂中的六盘山宝鸡断裂划
为六盘山段
天祝空段内的主要活动断裂
金强河断裂
毛毛山断裂和老虎山断裂
简化为金
强河毛毛山
大地震破裂的狭义海原断裂划为海原段
岭及其以西的木里
木里段
的断层闭锁研究显
段均处于强闭锁状态
λ
λ
××
继续通过计算机模拟给出这
模型的
δ
测数据和模拟结果择
优给出广义海原断裂不同分段有效剪切模量
 拟结果分析
 层剪切模量取值及其对区域地壳运动速度
场图像的影响
西秦岭北缘断裂以及广义海原
 
石富强等
青藏高原东北缘活动断裂剪切模量及应力状态数值模拟
重点
工况模拟结果如
和广义海原断裂
_
参数
西秦岭断裂对区域模拟地壳运动速度场影响较小
当前断层剪切模量也较高
保 持
其他参数不变
降低阿尔金断裂剪切模量
提高广义海原断裂剪切模量
进而给出工况
拟结果残差可知阿尔金断
裂和广义海原断裂对青藏高原东北缘地壳运动速度
场图像控制作用强烈
表明青藏高原东
北缘地壳运动速度场图像强烈受控于阿尔金断裂以
广义海原断裂这两条大型走滑断裂
这一结果与
 断层剪切模量变化对模拟残差的影响
尔金断裂
西秦岭北缘断裂以及广义海原断裂
广义海原断裂不同段落断
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
_
 
 
 
 
_
 
 尔金断裂
广义海原断裂以及西秦岭北缘断裂不同剪切模量组合下的模拟残差空间分布
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
_
 
球物理学报
 
 
质研究结论一致
地质研究表明阿尔金断裂和祁
海原断裂这两条大型左旋走滑断裂在区域构造
运动转换过程中起着控制性的作用
苏琦等
尔金断裂是青藏高原的一条主控断裂
旋走滑及邻近区域的挤压褶皱作用吸收着印度板块
向北推挤
 
 
é
模拟结果显示阿尔金断裂摩擦系数低至
论似乎与本文图
相悖
文模
阿尔金断裂剪切模量与周边地壳介质剪切模量一致
模拟残差最小
这是与阿尔金断裂左旋走滑速率
在空间上呈现出不均匀分布有关
有效摩
擦系数主要针对阿尔金断裂的西南段
本文模型中涉
及的
°的阿尔断裂动速
°
·
渐下降到金塔附近的
·
é
研究还显
示当摩擦系数选取
时在该段可以获得较
好的
表明阿尔金断裂
°东断层力学
较强
与本文结果一致
保持残差最小的参数组
工况中其他断裂剪切模量不变
降低阿尔金断裂力学参数至
λ
相比图
况的残差分布
可以看出阿尔金断裂断层剪切模量
连带
降低阿
尔金断裂断层剪切模量使得祁连带的地壳缩短速度
增大而偏离实际的
测结果
因此祁连山带的
度场图像表明阿尔金断裂
°
层力学参数较高
作为青藏高原东北缘另一条重要的大型走滑断
广义海原断裂断层剪切模量的强弱对区域地
运动速度场图像的控制作用同样非常强烈
模拟结果显示广义海原断裂的断层剪切模量极
这一结果与
步证实广义海原断裂的弱介质力学性质对青藏高原
东北缘地壳运动速度场图像有非常强烈的控制作
保留图
断层剪切模量不变
增大广义海原
λ
拟结果与
结果残差如图
结果显示广义海原断裂的断
层力学属性不但影响着其附近的地壳运动速度场图
甚至对远处的龙首山断裂等附近的地壳运动速
度场图像也有一定程度的影响
虑现有研究给出的海原断裂各段复杂性
续保持其他断裂剪切模量为周边地壳介质剪切模量
据上述分析
层力学参数
λ
讨论对象
果总
上依然支持前面给出的广义海原断裂断层力学参数
较弱
表现不同
力学
而同为高闭锁段的
模拟结果残差
层剪切模量的降低而显著减小
断层力学参数
λ
广义海毛毛山
义海原断裂
及木里
层力学参数
λ
组合
给出模拟地壳运动速度与
测速度对比
如图
果显
模拟
测速度吻合良好
但狭义海原断裂
在空间上表现出非常规律的顺时针旋转特征
也给
原大地震极震区
郭增建等
本一致
会是狭义海原断裂断层剪切模量还不够低在前面
给出
剪切模量至
λ
×
试结果如图
继续
断层剪切模量对模拟结果的影响
显著
δ
表明
附近规律的残差分布可能是真实的地壳
信息
但与附近断层力学参数以及区域整体的
块体运动关系不大
度分解
海原断裂
显著的左旋形态
靠近断层速度大
层速
短期
壳形变特征
 
 
理论曲线
表明这可能与
海原大地震有关
 
 
具体机理还需要进一步深入研
后续
段断层剪切模量依然取
前面给出的
λ
 地壳运动速度场
为印度欧亚板块碰撞向北东方向扩展的最
前缘
青藏高原东北缘受印度板块北推作用以及阿
拉善
复杂
选择上述的最佳参数组合模型给出青藏
原东北缘模拟地壳运动速度场图像和实际观测
庆良
青藏高原东北缘现今三维地壳运动监测研究
鄂尔多斯西南缘地震科学研究成果交流会
 
石富强等
青藏高原东北缘活动断裂剪切模量及应力状态数值模拟
 海原断裂剪切模量对模拟残差的影响
以及跨海原断裂剖面
上最佳模型预测结果与观测结果对比
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 拟速度场和观测结果
及其整体无旋转场
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
度场对比
果显示
除个别点之外
本文模拟结果在运动速度大小和方向上与观测结果
一致
为更好凸显模拟结果和观测结果之间的
差异
选取模型区域内
测速度计算区域整体旋
转欧拉
ω
5×
2×
×
而根据整体无旋转理
国华
场扣
给出整体无旋
转速度场对比结果
西
狭义
模拟结果与观测
结果依然吻合良好
整体无旋转速度场图像清晰刻
广 西
左旋逆冲
左旋逆冲
的运动方式转化
祁连山带的挤压以
西地
模拟结果与观测结果的
高度吻合进一步证实了本文模拟结果的可靠性
证了后续应力状态分析的可信度
 青藏高原东北缘各主要活动断裂应力状态
基于上述大量模拟给出的青藏高原主要活动断
裂断层剪切模量
计算给出了青藏高原东北缘各主
要活动断裂最大剪应力率以及区域主应力率场
模拟主应力率的空间分布显示祁连山带
六盘山
应力环境表现为垂直挤压
尔金
广义海原断
裂以及西秦岭北缘断裂均表现为走滑为主
兼有少
量挤压逆冲
与地震学
张辉等
法以及
值模拟结果一致
由于青藏高原东北缘
各主要活动断裂活动特征均以走滑为主
为此这里
计算了各主要活动断裂上的最大剪应力率
结果如
拟结
阿尔金断裂
西秦岭北缘
断裂天水以西
广义海原断裂西段的木里
中段的金强河毛毛山六盘
山断裂均处于剪应力变化率高值状态
的断层震间闭锁研究指出西秦岭北缘断裂西段和
阿尔金断裂
作组
盘山断裂和
天祝
 
 
亏损
球物理学报
 
 
 最佳模型模拟主应力率场及断层最大剪应力率
色小圆是
年以来青藏高原东北缘
以上地震
沙滩球是
以来青藏高原部分级以上地震震源机制
私人通讯
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
mm
率与
表明这些
断裂段当前强闭锁程度高
且应力积累显著
同时这
些高剪应力率区域与基于地震地质
地球物理
大地测量等多种方法综合给出的潜在地震危
项工作组
空间上有一
定的对应关系
进一步表明这些区域未来地震危险
性值得关注
此外德令哈附近的鄂拉山断裂
民勤附
近的龙首山断裂以及岷县附近的临潭宕昌断裂等
段剪应力率也相对较高
 
区域活动断裂空间展布以及下地壳黏滞性结构的基
础上构建了青藏高原东北缘有限元动力学模型
型边
测速度内插给出模型边
通过组合不同断裂的断层剪切模量共构建
型区
对比不
况下
壳运动速度给出青藏高原东北缘各主要活动断裂断
切模
在此基础上分析了青藏高
原东北缘各主要活动断裂应力状态
果表
广
藏高原东北缘地壳运动速度场图像
是青藏高原构
造变形的主控断裂
但在本文所涉及的区域
二者的
剪切
本文所涉及的阿尔金断裂
°
对祁连山带地壳运
度场
广义海原断裂带除六
盘山断裂外
整体上断层剪切模量非常低
的断
层介质力学性质强烈地控制着断裂带附近及周边的
地壳运动速度场图像
六盘山断裂和西秦岭北缘断
裂对模型所在区域地壳运动速度场图像影响不甚强
但根据本文模拟结果
其断层力学性质较强
断层两盘块体相对运动有一定的阻碍作用
块体相对运动具有一定的阻碍作用
果显
阿尔金北缘断裂东段
六盘山断裂以及西秦岭北缘
 
石富强等
青藏高原东北缘活动断裂剪切模量及应力状态数值模拟
断裂这些剪切模量较强的断裂当前剪应力率水平也
较高
而剪切模量极低的狭义海原断裂剪应力
广义海原断裂中部的金强河
老虎山断裂以及西部的木里江仓段剪切模量较
而剪应力率水平较高
剪应力率高值区与前人给
青藏
动力学
上的高应力率与运动学上的强闭锁良好吻合
着这些断裂当前滑动受阻
速率亏损较大
应力积累
是地震危险分析值得关注的区域
 感谢甘肃省地震局张辉副研究员提供青藏高
原东北缘历史地震震源机制数据
 
 
 
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