杨兴悦
（甘肃省地震局，兰州 730000）
青藏高原东北缘强震活动频繁，过去百年时间里在该地区共发生了18次7级以上强震。以青藏高原东北缘为主要目标建立3D黏弹性有限元模型，研究系列强震发生后应力场的演化过程，尝试为地震预测研究提供一种具有力学含义的辅助支撑技术。
以青藏高原东北缘及邻区为目标建立模型，采用1°×1°全球地壳模型参数，模型分为上、中、下地壳，模型厚度分别为10.2～36.1 km、11.2～23.8 km、5.9～18.8 km。模型上地壳采用弹性体，中下地壳采用黏弹性体，根据全球地壳模型参数将地壳各层分成的小块体假定为弹性各向同性介质，依据岩石密度、横波速度及纵波速度，推算出泊松比及杨氏模量。计算出上、中、下地壳泊松比和杨氏模量分别为0.24～0.25、
0.24～0.26和0.25～0.26和8.34E+10-8.59E+10Pa、9.24E+10-9.80E+10Pa和1.04E+11-1.18E+11Pa。建立模型时大型断层宽度为20 km，位于甘东南及邻区的小断层宽度为10 km。断层杨氏模量为周围块体的1/3，泊松比比周围区域高0.02。黏滞系数采用石耀霖等研究结果，中地壳黏滞系数为1021-5*1022 Pa﹒s，下地壳黏滞系数为5*1020-1022 Pa﹒s。采用四面体自由划分网格，选择单元平均长度为20 km，划分网格后模型共生成310 681个单元，452 751个节点。汶川地震为走滑兼逆冲型，将模型中的龙门山断裂带上地壳分为上下两层，深度分别为7.3～13.1 km和5 km，上层倾角为70°，下层倾角为30°。芦山地震所在断层倾角定为39°，其余为垂直断层。以欧亚大陆为参考系施加了10万年的位移边界条件，在模拟计算时通过降刚法降低震源所在断层的杨氏模量模拟强震的发生，经多次尝试使降刚后与降刚前产生的断层位错与强震发生时产生的位错一致，即模拟震源区部分地质体丧失承载能力而引起区域应力场调整变化。
模拟结果表明：①青藏高原东北缘区域水平构造应力场特征大致呈从西向东递减，从南向北变化幅度较小；青藏高原东北缘区域内水平构造应力明显高于青藏高原块体边界构造带应力。②模拟了1900年以来发生在该区的12次MS7.0以上强震,除第1次地震无法判断外，在等效应力增加的区域发生5次地震，减小的区域发生4次地震，增加与减小的过渡区域发生地震2次。③历史强震序列对1970年以来地震的影响：康定地震加速触发了炉霍地震的发生；康定、炉霍地震对松潘地震无加速触发作用；康定、炉霍、松潘地震对共和地震无加速触发作用；炉霍、松潘、共和地震对汶川地震的影响较小。
上述强震研究结果是扣除背景场应力后由地震引起的等效应力变化，认为强震发生在应力加载、卸载和加卸载过渡区域都存在，但是发生在等效应力减小、增加与减小过渡区域的几次强震震源区都曾出现过地震引起的应力急剧加载的状态，只是后续几次强震使其震源区应力具有卸载作用，通过模拟还发现青藏高原东北缘地区背景场应力长期处于持续加载状态，背景场应力增量远远大于地震引起的应力增量。因此讨论上述强震引起震源区应力变化的同时，还要充分考虑背景场等效应力变化情况。除芦山地震外，在背景场和强震共同作用下，上述强震震源区应力都处于长期加载状态。区域等效应力增大有利于介质失稳加速孕育地震，说明强震容易发生在等效应力加载的断层上。
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