利用粘滞模型研究华北地区应力松弛期与地震活动周期的关系

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本文通过收集整理华北地震区大量的大地热流资料，绘出华北地区的热流分布图，发现华北地震区的绝大部分地区的热流值超过60mW·m-2，在大别和扬子地块存在部分低热流区。进一步对华北地震区中强震空间分布特征的研究发现，大部分中强震发生在高热流区域，震中多数分布在热流的梯度带上，很少和热流的中心重合。通过热传导方程给出大陆地壳内温度随深度的理论表达式，结合华北地震区热流资料，计算出研究区域地壳脆韧性转换带的深度约为25Km。对华北地区5554条地震的震源深度资料研究表明，91.8％以上的地震均发生在0～25Km的深度范围内，进一步验证了脆韧性转换带的合理性。华北地震区作为中国东部地区最主要和最活跃的地震区，区内地质构造复杂，强震活动频繁，作为一个区域构造块体，其应力积聚和释放必然受到周边板块运动的影响。通过对华北地震区周边相邻块体以及更大范围的板块运动的分析，运用地球动力学以及大陆动力学的基本原理，研究了板块运动的动力作用通过壳、幔的韧性传递过程。通过对下地壳和上地幔介质的流变性质的研究，在合理的孕震模型和边界条件假设下，通过粘滞模型求解出华北地震区下地壳和上地幔韧性层的理论应力松弛期为60年。对华北地震区1900年以来Ms≥6.0级地震的分析研究表明，地震活动存在两个明显的活跃周期，通过建立应变积累释放模型计算出了华北地震区的能量积累和释放存在明显的周期性。将应力松弛期和华北地区中强震的活动周期联系起来进行对比研究，发现二者具有很好的一致性。据此判断：华北地震区地震活动在2022年之前处于平静期中，期间将有多次5级地震发生。随着印尼巨震造成的边界条件的改变，平静期可能会有所缩短，平静期的地震强度可能会有所加强。本文研究的内容是为地震活动的周期特征寻求物理机制上的解释，虽然地震的孕育和发生以及活动特征等方面的机理还不是很清楚，而本文也只是在粘滞模型基础上的尝试，但是在研究百年尺度或更长尺度的地震活动周期上，将块体深部的应力松弛期作为解释地震活动周期的理论基础仍然具有重要的现实意义。

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作者
王行舟;
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作者单位

中国科学技术大学;

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授予单位中国科学技术大学;
学科固体地球物理
授予学位硕士
导师姓名施行觉,陈宇卫;
年度 2006
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类地震活动性、地震区域划分;数理地震学;
关键词
粘滞模型; 脆韧性转换带; 应力松弛; 流变性; 华北地震区; 地震活动周期; 地质构造;

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