鲜水河断裂带跨断层变形分析和数值模拟

地震 ›› 2008, Vol. 28 ›› Issue (3): 23-32.

鲜水河断裂带跨断层变形分析和数值模拟

张晁军¹, 石耀霖¹, 马丽², 陈棋福², 王武星^1,2

1.中国科学院研究生院, 北京 100049;
2.中国地震局地震预测研究所, 北京 100036

收稿日期:2008-01-14 修回日期:2008-03-28 出版日期:2008-07-31 发布日期:2021-10-29
作者简介:张晁军(1965-), 男, 内蒙古呼和浩特人, 副研究员, 主要从事地壳形变及计算地球动力学等研究。
基金资助:
“973”项目(2004CB418405)、国家自然科学基金(40774048, 40574020)和地震基本科研业务项目(02076902-05)资助

Analysis and numerical simulation of cross-over fault deformation along Xianshuihe fracture zone

ZHANG Chao-jun¹, SHI Yao-lin¹, MA Li², CHEN Qi-fu², WANG Wu-xing^1,2

1. Laboratory of Computational Geodynamics, Graduate University of the Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049;
2. Institute of Earthquake Science, CEA, Beijing 100036, China

Received:2008-01-14 Revised:2008-03-28 Online:2008-07-31 Published:2021-10-29

摘要/Abstract

摘要： 鲜水河断裂带积累了20多年的跨断层变形资料, 如何解释这种变形是一个重要的问题。该文采用了弹性上地壳覆盖在粘弹性Maxwell体之上的模型。炉霍1973年M_S7.6地震按该粘弹性模型计算的震后形变曲线能够在很大程度上解释实测观测结果, 显示与一些断层(如圣安德烈斯断层某些段落)存在缓慢蠕滑而无大地震发生不同, 鲜水河断裂带观测到的跨断层变形, 有相当一部分可以用大地震后的粘弹性变形来解释。当然, 计算得到的震后粘弹性形变幅度同跨断层短基线和短水准的实测形变幅度比较还存在一些差异, 不能完全解释, 表明了大陆断层活动的复杂性, 并值得进一步深入研究。

关键词: 鲜水河断裂带, 跨断层形变, 粘弹性模型, 无震滑动, 数值模拟

Abstract: Data of cross-over fault deformation for more than 20 years have been accumulated along the Xianshuihe fracture zone. It is an important problem of how to explain this kind of deformation. This paper adopted the viscoelastic model to study this problem, the lower crust is assumed Maxwell rheology covered by an elastic upper crust. The post-seismic deformation of the M_S7.6 Luhuo earthquake in 1973 computed by this model can explain the observation data to a great degree, showing that Xianshuihe fault is different from some faults (such as some of segments in San Andres Fault), which creeps slowly and there is no large earthquake occurred on it. And a significant part of the cross-over deformation observed along Xianshuihe fracture zone can be explained by post-seismic viscoelastic deformation after large earthquakes. However, this kind of model can not explain the entire deformation. Deviation exists between viscoelastic model and the actual observation of cross-over fault short baseline and short water level. It indicates that the activity of continental faults is complicated and it is worth to further studies.

Key words: Xianshuihe fracture zone, Cross-over fault deformation, Viscoelastic model, Aseismic slip, Numerical simulation

中图分类号:

P315.3

张晁军, 石耀霖, 马丽, 陈棋福, 王武星. 鲜水河断裂带跨断层变形分析和数值模拟[J]. 地震, 2008, 28(3): 23-32.

ZHANG Chao-jun, SHI Yao-lin, MA Li, CHEN Qi-fu, WANG Wu-xing. Analysis and numerical simulation of cross-over fault deformation along Xianshuihe fracture zone[J]. EARTHQUAKE, 2008, 28(3): 23-32.

参考文献

[1] Wang R, Francisco Lorenzo Martin, Frank Roth. PSGRN/PSCMP-a new code for calculating co-and postseismic deformation, geoid and gravity changes based on the viscoelastic-gravitational dislocation theory[J]. Computers & Geosciences, 2006, 32: 527-541.
[2] 闻学泽, 白兰香. 鲜水河断裂带北西段地壳破裂图象及地震构造[A]. 四川省地震局. 鲜水河断裂带地震学术讨论会文集[C]. 北京: 地震出版社, 1985. 33-40.
[3] 闻学泽. 四川鲜水河-安宁河-则木河断裂带的地震破裂分段特征[J]. 地震地质, 2000, 22(3): 239-249.
[4] Zhou H, Liu H, Kanamori H. Source processes of large eartquake along the Xianshuihe Fault in sourthwest China[J]. Bull Seismol Soc Amer, 1983, 73(2): 537-551.
[5] 林邦慧, 陈天长, 薄晓红, 等. 鲜水河断裂带强震的破裂过程与地震活动[J]. 地震学报, 1986, 8(1): 1-20.
[6] Wen Xue-ze, Yi Gui-xi, Zhang Pei-zhen, et al. Time-dependent seismic hazard assessment for the eastern-boundary fault zone of the Sichuan-Yunan Block[M]. China, 1999, 141-154.
[7] 王椿镛, Mooney W D, 王溪莉, 等. 川滇地区地壳上地幔三维速度结构研究[J]. 地震学报, 2002, 24(1): 1-16.
[8] Wang Y. Heat flow pattern and lateral variations of lithoshpere strength in China mainland : constraints on acitve deformation[J]. Physics of the Earth and Planetary Interiors, 2001, 126: 121-146.
[9] 陶本藻, 杜方. 多面函数法研究鲜水河地区现今地壳垂直运动[J]. 武汉测绘科技大学学报, 1991, 16(3): 12-22.
[10] 张国民, 李丽. 强震成组孕育和发生过程中相互间影响的研究[J]. 地震, 1997, 17(3): 221-231.
[11] 张秋文, 张培震, 王乘, 等. 鲜水河断裂带断层间相互作用的触震与缓震效应[J]. 地震学报, 2003, 25(2): 143-153.
[12] 吕弋培, 李铁明, 廖华. 鲜水河断裂带跨断层形变测量及其地震学意义[J]. 地震地质, 1997, 19(4): 333-341.
[13] 吕弋培, 廖华. 鲜水河断裂形变场、重力场、磁场动态演化特征与地震[J]. 四川地震, 2001, (3): 11-17.
[14] Goetz H, Bokelmann R, Robert L. Long-term creep-rate changes and their causes. Geophysical Research Letters[J]. 2003, 30(8): 1445, doi:10.1029/2003GL017012.

[1]	李媛, 刘希康, 刘峡, 杜雪松, 万永魁. 唐山台跨断层基线破年变和趋势转折异常的数值模拟分析[J]. 地震, 2019, 39(1): 39-47.
[2]	钱家栋, 张学民, 王亚璐, 李雪浩. 2008年汶川M_S8.0地震前成都台NE向地电阻率趋势异常的数值模拟[J]. 地震, 2018, 38(2): 107-116.
[3]	张国苓, 贾立峰, 乔子云, 郭学增, 牛淑瑜. 河北兴济地电阻率干扰定量分析[J]. 地震, 2017, 37(4): 102-111.
[4]	武晔,赵晓燕,石砚斌,俞子钊,何欣娟,胡泊,熊仲华. 伪谱算法在声波数值模拟中的数值频散分析[J]. 地震, 2017, 37(2): 135-146.
[5]	李瑞莎, 张希, 唐红涛, 贾鹏, 路珍. 青藏块体东北缘跨断层形变典型震例总结与预测判据指标分析[J]. 地震, 2016, 36(4): 35-46.
[6]	陈长云, 郑智江, 李腊月, 畅柳. 南北地震带中南段典型强震震前跨断层形变特征分析[J]. 地震, 2016, 36(4): 47-60.
[7]	曹建玲, 贾晓东, 李腊月, 畅柳. 华北地区跨断层前兆异常特征综述[J]. 地震, 2016, 36(4): 61-75.
[8]	李杰, 朱成林, 冯志军, 韩海华, 贾媛, 王雪莹. 年滑动速率比方法在跨断层形变资料分析中的应用[J]. 地震, 2016, 36(1): 78-86.
[9]	石玉涛, 刘澜波, 高原. 利用介质的不均匀分布构建各向异性模型[J]. 地震, 2015, 35(2): 1-10.
[10]	李腊月, 许明元, 何庆龙, 刘文龙, 刘辛中, 孙启凯, 杜雪松. 山西断裂带断层现今活动特征及与中强震关系浅析[J]. 地震, 2014, 34(4): 143-151.
[11]	徐洪伟, 王伟君. 垂直和倾斜断层围陷波的谱元法数值模拟及其波场特征对比[J]. 地震, 2014, 34(3): 27-39.
[12]	曹建玲, 王辉, 张晶. 青藏高原下地壳流动方式的数值模拟研究[J]. 地震, 2013, 33(4): 55-63.
[13]	朱桂芝, Gerya Taras, Tackley Paul. 三维数值模拟研究俯冲区火山的时空活动性[J]. 地震, 2013, 33(4): 97-104.
[14]	严珍珍, 张怀, 范湘涛, 杜小平, 石耀霖. 断层水平错动下河流演变过程的数值模拟研究[J]. 地震, 2013, 33(4): 105-114.
[15]	郑亮, 张怀, 孙玉军, 程惠红张贝, 石耀霖. 水库触发地震研究中二维与三维有限元模拟结果比较[J]. 地震, 2013, 33(4): 162-171.