龙门山地震断层震间应变积累与弹性地壳厚度的关系:来自2D粘-弹性动力学模拟的启示

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• 作者：肖捷何建坤
• 会议时间：2014-10-19
• 关键词：地震成因 ; 断裂机理 ; 应力积累 ; 弹性地壳厚度 ; 粘-弹性动力学模拟
• 作者单位：中国科学院青藏高原研究所大陆碰撞与高原隆升重点实验室 北京 100101
• 母体文献：2014年中国地球科学联合学术年会论文集
• 会议名称：2014年中国地球科学联合学术年会
• 会议地点：北京
• 主办单位：中国地球物理学会
• 语种：chi
• 分类号：P54;P31

摘要

为了探讨龙门山构造带震间应变的累积机制,本研究在综合大量前人研究基础上建立了一个垂直龙门山走向的二维粘-弹性有限元模型来模拟衡定区域加载和地震断层周期性破裂(地震)作用龙门山活动断裂应力累积的时序效应。该模型中,构造区域加载用远场GPS速度近似;断裂的周期性滑动(地震)用分裂节点(split-node technique)技术描述,并假定该地区特征大地震的复发旋回(earthquake cycle)为3500年。模拟结果表明,即使在恒定的区域加载条件下,龙门山构造带震间应变积累是非线性的,而导致震间应变非线性累积的主要机制是龙门山地区弹性地壳厚度变化所导致的地震层地壳刚度(rigidity)变化。最新的重力反演结果证明,青藏高原东部弹性地壳最薄的地区不是在龙门山,而是在龙门山以西约300km的阿巴地区。具体地,在龙门山区特征大地震后大致1/3的地震旋回时问内,震间应变主要集中在活动断裂附近约150km范围内,并且它主要分布在断层上盘靠青藏高原一侧;之后,随着时间的推移震间应变不断向弹性地壳相对较薄的(阿巴)地区偏移,并且这一偏移在龙门山下一个特征地震临近前达到最大,从而使地震断裂震问应变的累积在有限距离内越来越不明显(当然这是断裂在深部区应力仍然在积聚)。这导致了为什么汉川地震发生前在跨龙门山大致300km剖面上GPS观测没有发现明显震间应变累积的原因。