中国大陆地震应变场研究与青藏活动地块区运动学数值模拟

【摘要】：中国大陆位于欧亚板块的东南部,印度、太平洋、菲律宾海板块与欧亚板块的相互作用及欧亚板内深部动力学作用建造了中国大陆不同类型的活动构造,控制着中国大陆强震的空间展布格局。在前人研究成果的基础上,国家重点基础研究规划项目“大陆强震机理与预测”提出了活动地块科学假说,研究中国大陆强震发生的机理,为大陆强震的预测服务。本文主要以中国大陆活动地块科学假说为理论基础,利用包括地震学、地质学和大地测量学等多种资料综合研究了中国大陆地壳的运动及其应力应变场,将地震活动性研究与现今地壳运动及其应力应变场研究相结合,给出中国大陆地震应变场的基本特征,探讨了中国大陆活动地块对大陆强震的控制作用。然后,围绕中国大陆活动地块运动变形和地震关系,采用数值模型进行模拟研究,为大陆地震机理及其预测研究服务。 首先,根据全球地震的分布及其运动学、动力学特征,全球最活动的构造可以划分为环太平洋构造系,大洋中脊构造系和大陆构造系等三个全球一级构造系。其中,环太平洋构造系以大洋岩石圈向大陆岩石圈俯冲为构造特征;大洋中脊构造系以大洋岩石圈内裂谷-转换断层的组合构造为特征;大陆构造系则以大陆岩石圈的边缘和内部各种断裂的相互作用为特征。应用包含多种震源参数的哈佛CMT地震目录,研究了全球及其三个一级构造系的地震震源破裂类型、地震活动特征、震源深度分布特征等。全球地震按破裂类型分类,主要是以逆冲型地震和走滑型地震为主,反映了全球的主压应力方向以近水平方向为主的构造应力格局,三大构造系的震源机制类型的不同比例差别反映了区域构造动力因素的差别。环太平洋构造系是大洋地壳的收敛地区,逆冲为主的地震破裂显示了该区域以挤压为主的应力状态。大洋中脊是洋壳增生的地区,正断层型的地震破裂显示了洋中脊系的拉张应力状态。而在大陆构造系中,地震破裂的比例则反映了大陆构造系统内部复杂的构造应力状态。从地震活动的水平来看,三大构造系各不相同,地震活动的水平反映了三个系构造活动水平的差别。大洋中脊地区的b值较高,大陆地区的b值较低,可能说明了区域的介质强度与应力水平的差异。从地震发生的深度来看,大陆构造系和大洋中脊地区发生的地震基本上是浅源地震,环太平洋地区的中深源地震占的比例较大。从统计的角度来看,对于浅源中强震而言,不同构造系地震均存在震源深度大于其矩心深度的趋势,地震破裂的传播倾向于向上传播。这些结果给出了全球地震活动的基本面貌,明确了中国大陆强震在全球的地位和总体特征,为中国大陆强震研究提供了有意义的背景和约束。 然后,本文利用球面上的非连续变形分析方法(DDA)和最近十年来