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基于 2001 年可可西里 8.1 级地震 形变场演化分析的青藏高原 粘弹性动力学模型研究

40334042. 基于 2001 年可可西里 8.1 级地震 形变场演化分析的青藏高原 粘弹性动力学模型研究. 2005 年汇报 沈正康 中国地震局地质研究所. 提纲. 震后 GPS 形变数据的持续观测与分析 可可西里地震震后形变场初步研究 可可西里地震断层南北两盘形变位移不对称的模拟解释 2006 年工作计划. 震后形变响应模型. “厚皮”模型. “薄皮”模型. 下地壳弛豫形变. 中、下地壳内沿断层蠕变滑移. 震后 GPS 形变数据的持续观测与分析. 2005 年 GPS 数据分析.

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基于 2001 年可可西里 8.1 级地震 形变场演化分析的青藏高原 粘弹性动力学模型研究

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  1. 40334042 基于2001年可可西里8.1级地震形变场演化分析的青藏高原粘弹性动力学模型研究 2005年汇报 沈正康 中国地震局地质研究所

  2. 提纲 • 震后GPS形变数据的持续观测与分析 • 可可西里地震震后形变场初步研究 • 可可西里地震断层南北两盘形变位移不对称的模拟解释 • 2006年工作计划

  3. 震后形变响应模型 “厚皮”模型 “薄皮”模型 下地壳弛豫形变 中、下地壳内沿断层蠕变滑移

  4. 震后GPS形变数据的持续观测与分析

  5. 2005年GPS数据分析 • 收集到2003－2005年其他单位沿青藏公路站点观测数据，同已有数据相结合统一分析处理。 • 数据处理采用GAMIT/GLOBK软件获得测站坐标、卫星轨道及地球自转参数的单日松弛解。 • 扣除震前观测或区域内插得到测量点的长期形变。 • 将所有观测点的位置转化为相对于JB30点（格尔木）以消除区域性的系统偏差。

  6. East North mm mm GM10 GM10 XIDT XIDT BS33 BS33 KLGD KLGD

  7. East North mm mm JB51 JB51 WDGD WDGD GL57 GL57 GL53 GL53 BDGD BDGD GL43 GL43

  8. East North mm mm NK01 NK01 NK02 NK02 NK03 NK03 NK04 NK04 NK05 NK05

  9. North East mm mm SK01 SK01 SK02 SK02 SK05 SK05 SK06 SK06

  10. 提纲 • 震后GPS形变数据的持续观测与分析 • 可可西里地震震后形变场初步研究 • 可可西里地震断层南北两盘形变位移不对称的模拟解释 • 2006年工作计划

  11. 目标：粘弹性松弛作用和震后断层无震滑动所占比例是多少。目标：粘弹性松弛作用和震后断层无震滑动所占比例是多少。 • 模型：设计一个既包含粘弹性松弛作用，又包含震后断层无震滑移（afterslip）的模型来拟合大地震之后的形变观测。

  12. BDGD KLGD WDGD

  13. 16段断层破裂模型 左旋走滑分量 模型结果 地表观测 倾滑分量（北盘上升为正）

  14. 粘性分布模型[据Shen et al. (2001)、王庆良等（2005）]

  15. 震后滑移（Afterslip）模型 • 假定震后无震滑动发生在同震破裂下部。 • 震后无震滑动量的大小与同震破裂大小成比例。随时间指数衰减（Shen, et al., 1994）。 • 通过模拟试错得到下部无震滑动量的大小、深度和衰减时间。

  16. 观测数据拟合

  17. 初步结论 • 震后快速形变场是由两种形变机制共同造成的结果———断层面上的震后无震滑动和下地壳、上地幔中的粘弹性松弛。 • 震后滑动发生在上地壳脆性层和下地壳的软流层之间，在同震破裂之下16km的范围内，滑动量为同震破裂量的1/2。 对震后形变的贡献约为7%. • 介质内粘弹性松弛对震后形变的贡献主要来源于深度~28-48公里处的下地壳，其粘滞系数～5X1017Pa s。

  18. 提纲 • 震后GPS形变数据的持续观测与分析 • 可可西里地震震后形变场初步研究 • 可可西里地震断层南北两盘形变位移不对称的模拟解释 • 2006年工作计划

  19. B’ A’ 断层两侧水平位错 断层南盘 断层北盘 东昆仑断裂 距断层距离 B A 图1b BB’形变测线剖面 （改编自单新建等，2004） 图1a 昆仑山口西8.1级地震地表同震形变场 （单新建等，2004）

  20. 90° 100° 40° 30° 图2 同震变形场模拟区域如图中黄色虚线框内部分 垂直断层两侧各延伸约125km左右

  21. 南盘 北盘 断层 沉积层 上地壳1 上地壳2 上地壳3 中地壳 下地壳 部分地幔 …… …… …… 图3 模型NS向岩石圈剖面示意图

  22. 315cm 断层两侧水平位错 InSar观测形变测线剖面 （据单新建等，2004） -258cm 模拟形变测线剖面 （0506221） 距断层距离 图4 观测和模拟的昆仑山口西地震同震形变测线剖面

  23. 初步结果 • 地震南北两盘之间同层介质性质的差异，造成同震变形在断层的南、北两盘不一致。根据模拟结果，断层南、北盘岩石圈的上地壳和中地壳的杨氏模量分别为4.0×1010G/Pa和5.0×1010G/Pa，即北盘约比南盘大25%。

  24. 提纲 • 震后GPS形变数据的持续观测与分析 • 可可西里地震震后形变场初步研究 • 可可西里地震断层南北两盘形变位移不对称的模拟解释 • 2006年工作计划

  25. 2006年工作计划 • 2006年3月对沿可可西里地震断层和沿青藏公路的GPS站点进行新一期复测并对数据进行处理； • 邀请美国USGS的曾跃华教授来华访问完善边界元模型； • 运用已观测到的全部GPS数据、同震破裂地震波数据和InSAR数据，考虑断层两边介质的不对称性，对地震破裂分布进行反演。同时采用边界元和TECTON有限元方法对震后滑移和介质粘性参数进行约束，比较两种方法得出结果的异同，以相互验证。 • 在上述工作基础上得到全面的，包括断层及岩石圈介质流变学性质的青藏高原动力学模型。

  26. 2005年经费 • 拨款￥36万 • 用于燃动、差旅、人员、出版￥9万 • 节余￥27万，准备用于2006年GPS野外观测

  27. 谢 谢！

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