川滇地区主要活动断裂带的应力演化模拟研究

川滇地区位于青藏高原东南缘，是活动剧烈的青藏高原与稳定的华南块体的过渡带。该地区断裂发育，中强地震频发，是中国大陆现今地壳形变和构造活动最为强烈的地区之一，也是研究活动断裂与强震活动关系的天然实验场。本课题在前人研究的基础上，建立包含主要断裂带的川滇地区三维粘弹塑性有限元模型，研究川滇地区重力势能、区域三维边界动力条件以及断层性质差异等对区域应力/应变分配的影响；研究主要断裂带几何分布及其相互作用对川滇地区地壳应变分配的影响。在此基础上，根据历史地震资料和区域应变分配定量研究强震之间的同震应力扰动和震后应力调整；研究川滇地区主要断裂带过去数百年间（至少包含一个地震活动期）的应力/应变演化过程，并给出基于应力/应变演化历史的地震危险性判定结果。本课题的研究成果不仅为理解川滇地区应力/应变分配的演化过程提供新的认识，还可以为川滇地区未来地震危险性判定分析提供新的约束。

作为活动剧烈的青藏高原与稳定的华南块体的过渡带，川滇地区断裂发育，中强地震频发，是研究活动断裂与强震活动关系的天然实验场。本项目通过研究川滇地区三维波速结构、断裂带几何形态和参数差异、区域地震活动特征等，综合给出了基于应力/应变演化历史的区域地震危险性分析结果。.我们首先根据青藏高原东南边缘地区活动断裂带分布建立了较详细的三维球面块体模型，并利用最新发布的GPS资料反演了该地区主要活动断裂带的长期活动速率。在此基础上，我们分别计算了活动块体内部和边界带上的应变积累速率，并进行了定量比较。我们的结果表明，青藏高原东南边缘地区主要断裂带的运动速率大多数小于10mm/a，主要断裂带的走向和活动方式受到区域深部流变结构的控制。青藏高原东南边缘地区的现今地壳运动变形模式总体上以连续变形为主，但是其中的岷山、凉山等地区的运动变形模式表现为块体运动。对川滇地区主要断裂带运动变形模式的定量研究有助于理解区域地震活动的动力学背景。.其次，针对走滑断裂带上强震的活动特征，我们采用接触单元模拟走滑断层上的应力演化和地震活动，研究了摩擦系数、静动摩擦比、加载速度、围压等介质参数和边界加载作用对走滑断裂带上地震活动的影响，发现摩擦系数是影响走滑断层上强震活动的主要因素之一，滑动系数越大，破裂间隔时间越大，滑动量越大，破裂产生的应力降也越大。除此之外，断层弯曲也是影响走滑断裂带上强震活动的另外一个主要因素，弯曲规模较大的走滑断裂带上更加容易积累应变。这些研究为理解走滑断裂带上强震活动的力学机制提供帮助。.第三，我们还利用对区域地震活动的动力学分析研究了区域潜在地震危险性。我们利用接触单元研究了鲜水河-小江断裂带上强震的库仑应力分析。结果表明：过去多次历史地震造成的鲜水河断裂带上侏倭地区、道孚-乾宁段、乾宁-康定和鲜水河断裂与龙门山断裂的交汇处和康定南部等地区、安宁河东部的马边和小江断裂带上小江断裂的西支北部及东支南部的库仑应力积累。2008年汶川M8.0地震的发生使得龙门山断裂带西南段上的库伦应力增加了，该断层分段在2008年汶川地震后的未来5年内能够积累足以支撑M7.7地震发生的地震矩。2013年芦山M7.0地震后，芦山地震破裂带和汶川地震破裂带之间的空区能够积累足以支撑M7.3地震发生的地震矩，鲜水河、则木河、龙门山三条断裂带交汇的三岔口地区地震危险性最高的区域位于则木河断裂上。