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青藏高原东缘旋转变形机制的数值模拟 总被引：1，自引：0，他引：1
在印度板块与欧亚板块的碰撞作用下,青藏高原受到华南块体、鄂尔多斯块体等不同程度的阻挡,引起高原的整体隆升。青藏高原东南缘发生物质向南"逃逸",青藏高原东缘现今的地壳运动表现为围绕青藏高原东构造结发生顺时针的旋转。针对青藏高原东缘的旋转变形特征,基于以大型活动断裂为界的块体构造模型,利用粘弹性接触单元有限元模拟,分析了控制青藏高原东缘旋转变形的动力学环境,模拟的GPS速度与实测GPS速度能够较好的地吻合,构造应力场分布特征和活动断层的性质也能够较大程度地吻合,模拟过程采用的边界及其代表的动力学环境表明,青藏高原东缘整体受控于印度板块的持续碰撞和稳定的华南板块的阻挡,在下地壳的拖曳和重力作用下,青藏高原物质从南部边界"逃逸"。在"逃逸"过程中,受印度板块斜向俯冲作用的影响,沿实皆断裂缅甸板块对巽他板块的剪切拉升作用是形成围绕喜马拉雅东构造结的旋转运动和地壳变形的重要因素,也是青藏高原东南缘旋转活动构造体系的主要影响因素之一。 相似文献
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利用现今青藏高原地质和地球物理研究成果,本文建立了垂直高原总体构造走向的南北向直立剖面的有限元模型,其根据实际资料,划分成分层和有限单元。在此模型基础上进行弹性材料的计算模拟和分析。 印度板块向北运动挤压、高原北部岩石圈阻碍及软流圈拖曳是青藏高原北移变形、隆升和地壳增厚的动力机制;重力及其均衡调整作用是地体间相对运动和地体内差异运动的主要动力,另外青藏高原还受地壳和上地幔结构构造的影响。计算模拟还得到了一些有实际意义的结果,如活动的地质构造和地球物理现象的分带集中、主边界和雅鲁藏布江等地体边界断裂的逆冲性质、各地体南部地表的南倾正断层及喜马拉雅山南坡向南的重力推覆等。 相似文献
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罗布泊盆地新构造变形数值模拟分析 总被引：2，自引：1，他引：1
综合罗布泊盆地新构造研究相关成果, 运用数值模拟实验方法, 采用两种模型, 对罗布泊盆地新构造活动进行数值模拟研究, 直观展示盆地的应力状态与位移特征, 再现罗布泊盆地新构造变形序列, 查明运动学特征。数值模拟结果一方面展示出晚新生代以来罗布泊盆地先后主要经历了渐新世末期—早更新世晚期近南北向构造挤压作用控制下的盆地近东西向伸展断陷与早更新世晚期以来北东—南西向构造挤压作用导致的盆地剪切变形两大阶段; 另一方面实验结果也显示, 在两种边界条件的控制下, 研究区地质单元的应力状态主要受地层岩性和断裂共同控制, 盆地内部呈现低应力状态, 在与最大主压应力相垂直的方向上产生伸展变形。盆地南边的两条主干断裂内部具有较高的剪应力, 而罗布泊盆地及其以东地区剪应力最小。位移大小明显受断裂控制, 从南西向北东位移逐渐减小, 指示孔隙流体从南西向北东运移。 相似文献
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根据美国地质调查局USGS发布的有限断层模型,利用线弹性有限元数值模拟方法,反演了2011年3月11日日本MW 9.0级地震在中国华北东北大陆近地表产生的同震水平位移场及同震应力场;在此基础上,计算了日本大地震引起我国华北东北大陆内主要活动构造带的静态库仑破裂应力变化,进而探讨其对华北东北地区地震活动的触发效应。结果表明：(1)日本大地震在华北产生向东的水平位移,由东往西逐渐减小,最大水平位移分布在山东半岛及江苏北部等地,约12 mm;在东北产生SESEE向的水平位移,最大水平位移分布在吉林东北部,约为30 mm;模拟水平位移与GPS观测结果基本相符。(2)日本大地震在我国华北东北大陆近地表产生的同震应力变化主要是水平的,铅直方向应力变化量为0～0.085 kPa,近似为0。两个同震水平主应力中,同震最大水平主应力既有压应力也有张应力,量值为0～0.75 kPa,从东北到华北,其方向逐渐由NE→NNE→近SN转为NNW向;同震最小水平主应力为张应力,量值为0～3.20 kPa,从东北到华北,其方向逐渐从NW→NWW→近EW转为NEE向;总体上,此次日本地震的同震应力效应虽会对华北东北大陆现今构造应力场产生一定的影响,但影响程度很弱,并不会改变区域现代构造应力场分布格局。(3)华北东北大陆内主要活动构造带上的库仑破裂应力变化大部分为正值,但其值均不超过1 kPa;其中,郯庐断裂带中、东北段和密山-敦化断裂带中、东北段库仑破裂应力增加值最大,约为0.5～0.8 kPa;日本大地震对中国华北东北地区地震活动起加速触发作用,但程度有限,即便如此,继续并深入研究其引起中国华北东北大陆主要活动构造带库仑破裂应力变化及地震活动危险性分析,对区域防震减灾工作仍有重要的意义。 相似文献
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利用地质、地球物理成果，建立了横跨天山，包含准噶尔和塔里木盆地等构造单元的二维离散模型．模拟在5种不同边界条件下，整个天山构造带的应力应变和位移，结果表明：天山地区构造应力场以近NS向为主，主要动力源来自南部塔里木地块的向北推挤，北部准噶尔地块向南的推挤作用要弱于南部塔里木地块．主压应力多分布在天山地区下地壳及上地幔，主干断裂带附近也有集中，剪应力集中区分布在断裂带及其与地壳内界面相交处，总应变集中在天山下地壳及其上地幔部分，断裂带附近更为集中，尤其是边界断裂．剪应变主要集中在断裂带上，特别是边界断裂，位移以水平位移为主，在天山两侧山前最大，内部相对较小且以垂直位移为主． 相似文献
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研究区位于青藏高原的东北隅(96°～107°E,30°～35°N)。基于该地区长度大于2km的4 781条1∶20万数字化实测断裂、1900年以来的5 220条数字地震记录,以及野外地质观测数据,识别出993条不同属性的地震断层,构建了该地区百年地震构造格局。1970年以来十年期地震断层跃迁图像表明,自20世纪80年代中期白马—虎牙强烈震群爆发之后,地震活动在沿各主要走滑断层带自西(北西)向东(南东)迁移的同时,逐渐向中部贡玛—达曲断裂带和南部鲜水河断裂带的东南段集中。地震活动的断裂构造联系主要表现为挤压剪切转换机制和典型的楔顶效应。研究区165个GPS速度矢量展现了与3个地块和以鲜水河断裂带为主的速度域、速度梯度带和速度扰动区。跨研究区南缘鲜水河断裂带的位移速率因贡玛—达曲断裂带汇聚而达到了6.5～8.6mm/a,而跨北缘东昆仑断裂带的位移速度只有1.8～2.2mm/a。因鲜水河断裂走向在其中南段发生向南的急剧偏转,垂直断层面的位移矢量分量不断增强,形成了汶川8.0级地震成核及NE向单边破裂的动力学条件。 相似文献
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一、网络构造体制及其成生机制和地震活动性中国及外围地区莫霍面深度分布图(1/1500万)呈现出以准经向与准纬向为主、深层隆坳相间与浅层基底盆山构造耦合共轭、构成不同走向与不同形态规模的网络构造体制相互拼接的空间构造态势。图1为青藏高原—西蒙古高原及邻区莫霍面深度和构造体制(系)分布。可见:Ⅰ、东亚滨太平洋经向为主的新华夏网络构造体制;Ⅱ、亚洲大陆中部纵贯南北的青藏高原—西蒙古高原网络构造体制;亚洲大陆南部与印度洋之间,以纬向为主的青 相似文献
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阿尔金断裂新生代活动方式及其与柴达木盆地的耦合分析 总被引：3，自引：2，他引：1
位于青藏高原北缘的阿尔金左旋走滑断裂是世界上规模最大也是最重要的线性构造之一,其新生代以来的活动方式是限定高原生长机制的重要边界条件.本文在对阿尔金山中不同方向隆起构造进行分析的基础上,综合前人资料论证了阿尔金断裂在晚始新世-中中新世时以基底剪切为主,大规模地表走滑则发生在中中新世以后.对柴达木盆地内近东西向和北西向断裂系统的分布、形态、活动时间进行了详细的分析,发现它们是在不同时间、不同区域、不同控制条件下形成的两套断裂系统,与阿尔金断裂的两阶段活动方式存在很好的耦合关系.柴达木盆地西北侧的沉积和构造特征表明阿尔金山的隆升幅度和范围在中中新世达到最大,随后则逐渐减小,这种变化也与阿尔金断裂从基底剪切到地表走滑的转换非常吻合. 相似文献
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羌塘盆地构造应力场初步分析 总被引：2，自引：0，他引：2
地处青藏高原腹地的羌塘盆地构造以EW向褶皱和逆(冲)断层及NW向、NE向平移断层为主,偶见NW向、NE向褶皱和近SN向正断层。据构造组合分析、构造解析研究、数理计算及有限单元法模拟,盆地构造变形应力场最大主应力方位以近SN向为主,伴有NW-SE向、NE-SW向和近EW向。表明自印支运动以来长期处于SN向强烈挤压,伴随间歇性(或派生)NE-SW、NW-SE和近EW向挤压。 相似文献
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本文系统解析并分析了1931年8月-2005年10月期间青藏高原及其周围发生的905个震级M4．5-8．5地震的震源机制结果,研究了青藏高原岩石圈的区域应力场与构造运动特征。结果表明,来自印度板块的北北东或北东方向的水平挤压应力控制了青藏高原及其周缘地区的岩石圈应力场。从喜马拉雅到贝加尔湖以南包括中国西部的广大范围内,主压应力P轴的水平分量位于近NE-SW方向,形成了一个广域的NE-SW方向的挤压应力场。特别是青藏高原周缘地区,除其东部边缘外,南部的喜马拉雅山前沿以及青藏高原的北部、西部边缘地区所发生的绝大部分地震都属于逆断层型或走滑逆断层型地震,表现出周缘地区的水平挤压应力更为强势。应力场特征充分表明, 印度板块的北上运动,以及它与欧亚板块之间的碰撞,所形成的挤压应力场是青藏高原强烈隆起的直接原因。在青藏高原周缘地区受到强烈挤压应力场控制的同时,有大量正断层型地震集中发生在青藏高原中部海拔4000m以上的地区,其中许多地震是纯正断层型地震。震源机制结果显示,近E-W向或WNW-ESE向的水平扩张应力控制着该区的岩石圈应力场;正断层型地震的断层走向多为南北方向,断层位错矢量的水平分量大体位于近东西方向。这表明青藏高原中部高海拔地区存在着近东西方向的扩张构造运动,且扩张构造运动是该区引张应力场的作用结果。其动力学原因可能与持续隆升的高原自重增大引起的重力崩塌及其周边区域构造应力状况有关。研究青藏高原存在挤压应力场与引张应力场及其构造运动的区域特征,对于认识青藏高原形成、发展的地球动力学机制,有着极其重要的意义。 相似文献
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青藏高原的递进式隆升机制 总被引：3，自引：0，他引：3
根据青藏高原现代构造变形的GPS速度场、高原区喜马拉雅山等五大山脉之间的几何关系,及其在地貌构造上的褶皱结构特点、岩石圈的分层特征。作者提出在印度板块的推挤作用下,青藏高原具有递进式隆升的特征的观点。利用FLAC有限差分法数值模拟软件,近似采用平面应变条件,模拟了在水平推力作用下,地壳层递进式挤压弯曲隆升的过程。根据数值模拟结果认为,青藏高原隆升的主要动力源是印度板块NNE方向的推挤力,地壳层依照自南而北的次序逐步产生一系列褶皱隆起,从平面、剖面上均具有密切的时序因果关系;高原隆升与活动构造的发育、分布具有密切关系,断裂活动强度自南向北递进式扩展,因此,祁连山脉是高原最年轻的新生活动山链。 相似文献
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以青藏高原锡铁山—格尔木—亚东剖面作为研究对象,测定不同深度土层的温度。结果表明,除北部柴达木地块地温高出其它地块外,该剖面总体上呈现出青藏高原各地块地温状况南高北低的现象:以拉萨—冈底斯地块的地温为最高,其次为喜马拉雅地块,北部的羌塘地块、可可西里-巴颜喀拉地块、昆仑地块的地温依次降低。测量结果较好地对应于各地块及断裂带的划分,断裂带温度明显高出相邻低温地块温度,并且以狮泉河—雅鲁藏布江断裂带为最高。该试验方法较好地反映了青藏高原热活动状况,为青藏高原热动力学研究提供了依据。 相似文献
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宏观构造特征的确立对青藏高原隆升和“动力学建模”具有重要意义。青藏高原是由来自塔里木-中朝板块的北昆仑-阿尔金-祁连地体,华南-东南亚板块的南昆仑地体、可可西里-巴颜喀拉地体和冈瓦纳古陆的羌塘地体、冈底斯地体及喜马拉雅地体等3大板块(或古陆)的6个地体经多次裂解、会聚和陆内俯冲作用拼合而成的巨型“会聚-陆内俯冲型”岩石圈块体,它以青藏高原南缘结合带、青藏高原北缘结合带和青藏高原东缘结合带依次与印度岩石圈块体、塔里木-阿拉善-鄂尔多斯岩石圈块体和扬子岩石圈块体相隔。按现今动力学特征,这一巨型岩石圈块体(一级构造单元)又可进一步划分为喜马拉雅、藏北、青南和昆仑-阿尔金-祁连等4个二级构造单元(地块),它们依次以雅鲁藏布江结合带、西金乌拉-金沙江结合带、中昆仑结合带为界。4个地块又可进一步划分为若干以断裂为界的三级构造单元(地体)。组成青藏岩石圈块体的各构造单元处于统一的地球动力学系统,它总的表现为:在印度板块向欧亚板块持续、强烈俯冲和热的、具柔性流变学特征的青藏块体整体向北北东方向移动的区域构造背景上,其南、北两侧的喜马拉雅地块、昆仑-阿尔金-祁连地块分别向冷的、刚性的印度岩石圈块体和塔里木- 阿拉善-鄂尔多斯岩石圈块体不对称逆冲叠覆。位于青藏高原腹部的藏北地块和青南地块,在深部存在大量低速体向上涌动和整体自西向东扩展的区域构造背景上,前者叠置近南北向挤压,形成以南北向断陷带及北西和北东向共轭走滑为主的构造格局,而青南地块除松潘-甘孜地体显示自北而南的逆冲叠覆外,可可西里-巴颜喀拉地体以逐一向东挤出的左行走滑作用为主,以致整个青南地块呈现向扬子岩石圈块体逆冲扩展和向三江构造带平移扩展。因此,就现今动力学而言,青藏高原在随着时间推移、隆升速度不断加快的同时,还逐渐向外缘的刚性地块扩展,即高原面积在不断增大。因此青藏高原的边界具有扩展性质,按扩展机制可区分两类扩展型动力边界:走滑型扩展边界和逆冲型扩展边界。典型的走滑型扩展边界位于青藏高原北缘的阿尔金山和青藏高原东缘的三江地区,青藏高原南缘的动力边界属典型的逆冲型扩展边界,而位于祁连山和龙门山的动力边界兼有逆冲和走滑双重扩展性质。 相似文献
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在祁连山南北布设的10台REFTEK宽频地震仪器记录到了2003年4月发生在仪器台阵范围内的6．7级地震及其数十次余震,提供了研究青藏高原北缘深部构造的新资料,对3级以上震源的定位和震源机制研究结果表明,柴达木盆地北缘逆冲左行走滑断裂东段的宗务隆山逆冲断裂在南北挤压作用下引发了此次地震活动,是陆陆碰撞和内陆俯冲的结果,青藏高原北缘的走滑断裂在浅部呈缓倾斜,深部往往以较陡的产状向下延伸。震源区的构造分析证实了印度板块岩石圈的超深俯冲作用对高原北缘的影响,受南北向应力作用影响形成的走滑断裂近东西向的位移目前仍很剧烈。 相似文献
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成兰铁路位于青藏高原东部边缘高山峡谷区,由于印度板块与欧亚板块碰撞,区域内构造变形强烈,构造应力场十分复杂。为研究成兰铁路工程区地应力分布规律及断层稳定性,在铁路沿线茂县、松潘县以及宕昌县境内4个深孔水压致裂地应力测量基础上,获得了不同位置区域地应力实测值的大小和方向,并建立工程区应力参数随深度分布规律。分析表明:工程区应力随深度变化呈现出较好的线性关系,在测试深度范围内,水平应力普遍高于垂直主应力,地应力值总体上属于中—高地应力级别,在750 m深度内,最大水平主应力达25 MPa,反映出工程区构造应力占主导地位,侧压系数随深度呈缓慢衰减趋势。成兰铁路在不同构造单元上最大水平主应力方向有所不同,在东昆仑断裂以北甘南块体内,最大水平主应力为北北东向,在东昆仑断裂以南川青块体内最大水平主应力为北西向。根据实测的地应力数据并结合库伦滑动摩擦准则,对工程区内的断层稳定性进行了分析。文中取得的认识对成兰铁路工程区的构造应力场、断裂活动性的研究以及隧道工程的建设具有重要的参考意义。 相似文献
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青藏高原东南部边缘的程海-宾川断裂带是一条正断与左旋走滑运动兼具的复合型活动断裂,起着调节青藏高原内部物质向东挤出的重要作用,并控制着区域的主要强震活动.基于GIS（Geographic Information System）技术,利用遥感影像和DEM（Digital Elevation Model）数据提取该区的关键构造地貌信息,对其第四纪分段活动性及特征进行了分析探讨.结果表明,程海-宾川断裂带的第四纪活动具有明显的分段性及空间差异性.其北段的金官-程海盆地主边界断层以正断层活动性质为主,并具有整个断裂带上最高的垂直活动速率;中段的期纳断裂以左旋走滑运动为主,且具有最高的走滑活动速率;南段宾川盆地东缘边界断裂也以正断层活动为主,但垂直活动速率略低于北段.总体上看,程海-宾川断裂带第四纪期间的垂直活动性由北往南降低,水平走滑活动性由中段往南北两端降低.在活动强度方面,程海-宾川断裂带百万年尺度的长期活动速率一直保持着较为稳定的状态,垂直活动速率主要集中在0.09~0.69 mm/a,水平走滑速率在0.20~1.40 mm/a.整体而言,程海-宾川断裂带中多数断裂的第四纪活动性以"中等"和"弱"为主.但历史地震活动表明,其不同段落上的未来强震活动趋势值得关注,尤其是历史强震活动相对空缺的中南段. 相似文献
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The East China Sea Shelf Basin is an important oil- and gas-bearing basin in the West Pacific continental margin. This region was affected by subduction of the Pacific Plate and the Philippine Plate in Cenozoic and experienced multi-stage tectonic inversions. This paper presents results from a numerical simulation by finite element method to the Xihu Sag in the East China Sea Shelf Basin and neighboring areas in an attempt to evaluate the WNW-directed compression on the sag during Late Miocene. Based on comprehensive structural analysis of a large number of seismic profiles, we determine the structural geometry of the sag, including the basement of the basin, the sedimentary cover, and 29 major faults in the Xihu Sag. Simulation results show that under continuous WNW-directed compression, tectonic inversion occurred firstly in the Longjing and Yuquan tectonic zones in the sag. Based on quantitative analysis of vertical displacement field of the Xihu Sag and peripheral areas and its stress intensity evolution, we identify a compressional regime in the Longjing Anticline Zone with a gradually propagated uplifting from south to north; whereas the propagation of uplifting in the Yuquan Anticline Zone is from north to south. The inversion intensity decreases from north to south. The formation of the tectonic inversion zone in the Xihu Sag is not only correlated to the direction of compression and fault patterns in the basin, but also closely related to the spatial configuration of fault surfaces of the Xihu–Jilong Fault in the Xihu Sag. 相似文献
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东昆仑断裂是青藏高原北部现今仍在强烈活动的左旋走滑地震断裂之一,该断裂的未来地震活动及其突发性粘滑错动是青藏铁路面临的重大工程地质问题.本文基于断裂几何学和运动学特征,通过加入8m的水平左旋位移,模拟了东昆仑断裂未来地震活动震中位于铁路线附近时铁路变形效应.结果表明,震中位于铁路线附近时,基岩整体移动,而第四纪松散层和道床则发生了变形,靠近断裂带附近的第四系自下而上水平位移明显减小,而铁轨和道床没有明显的断错,表现为长度约为25m的连续左旋弯曲变形;在铁路东、西两侧形成NE向的张裂陷和NW向的地震鼓包.在断裂带附近,铁轨发生了严重扭曲,铁轨应力自断裂带向两侧逐渐降低,而且铁轨的最大剪应力平面与铁轨的延伸方向垂直,因而在地震影响下,铁轨最有可能发生的破坏是剪切性的,并提出加宽路基、置换土层等工程防治措施. 相似文献