川滇地块的震源机制解特征及其地球动力学解释

美国哈佛大学1977—2004年的矩心矩张量结果显示,我国川西北次级地块、滇中次级地块的西部及滇中次级地块的东部的应力场特征有明显的差别.应用滑动矢量拟合法,反演了这三个区域的应力场特征:川西北次级地块以近南北向的水平主张应力轴和西倾的主压应力轴为特征;滇中次级地块的西部以倾向北东东的主张应力轴以及近南北的水平中等主应力轴为特征;滇中次级地块的东部以南西西—北东东向的水平主张应力轴以及北北西—南南东向的水平主压应力轴为特征.有限元模拟结果清楚地显示出,川滇地块在阿萨姆楔附近受到来自印度板块的强烈挤压,随着远离阿萨姆楔,这种挤压应力逐渐衰减;同时,该地区的主张应力方向明显地形成了围绕阿萨姆楔的环线.其中,内部物质性质均匀、地表和底部边界自由、侧部边界采用GPS观测约束的弹性有限元模拟显示,在川西北次级地块,模拟结果与震源机制解结果相一致;在滇中次级地块,模拟结果所显示的图象与震源机制解观测结果有差别,不仅没有显示出与大面积的东部地区的震源机制解相一致的特征,反而显示出与该地区西部震源机制解相一致的特征.通过调节地块内部物质的弹性常数,可以实现在滇中次级地块东部部分地区出现与震源机制解观测结果相一致的图象.模拟结果显示,震源机制解所显示的与地质观测相一致的川西北次级地块以及滇中次级地块西部的应力场特征所反映的,都是该地区的全局特征,而滇中次级地块东部的应力场特征可能受地形、底部拖曳、物质性质差异等多种因素的影响.

一种计算非均匀破裂震源近场辐射波场的新方法

从震源表示定理出发,在箱型化离散方案下,导出了弹性半空间中具有任意非均匀滑动时空分布的有限地震断层的辐射场计算公式,并发展了相应的数值算法.初步的数值检验表明,该算法不仅具有较高的计算精度,并具有较高的计算效率,因此为计算近场强地面运动提供了有效工具.本文得到的公式计算法也为震源破裂过程的反演提供了一个新的选择.

二维各向异性介质中地震波场的高阶同位网格有限差分模拟

本文将DRP/opt MacCormack有限差分格式用于模拟二维各向异性介质中的地震波传播.DRP/optMacCorma ck是一种同位网格下的差分格式,避免了传统的交错网格在计算各向异性问题时由于变量插值而导致的误差.而且相对于低阶同位网格差分格式,它具有低色散、低耗散的优点.此格式将中心差分算子分成前向和后向两个空间单边差分,然后在4-6步Runge-Kutta时间积分中使用单边差分组合.在具有垂直对称轴的横向各向同性(VTI)模型下,通过对比DRP/opt MacCormack有限差分和谱元方法的模拟结果,验证了前者具有很高的精度和稳定性.由于实际地质条件下TI介质的对称轴通常是倾斜的(TTI),本文在二维三分量框架下模拟TTI介质中的地震波场.结果显示横波分裂和切平面/反平面运动耦合的特征.数值实验表明DRP/opt MacCormack是一种有效的研究各向异性介质中地震波传播规律的差分格式.

对橄榄石相变形核率的估算

地幔主要矿物橄榄石[(Mg0.89Fe0.11)2SiO4]的相变与深源地震的解释以及俯冲带和周围地幔的相互作用相关.其中,形核率和长大率是刻画其相变动力学的两个重要参数.因为实验技术的原因,目前人们还没有基于实验数据给出橄榄石的形核率.本文首先通过对挤碰物理图像的分析,对边界形核情形的相变动力学理论中表征挤碰程度的无量纲参数进行了修正.在此基础上,根据已有的实验资料,首次对橄榄石相变的形核率进行了估计.通过对形核率数据的拟合,可以得到形核率参数K0和γ1/3.得到两个形核率参数的变化范围分别为K0=5.5×1021-8.7×1027s-1.m-2.K-1,γ1/3=0-0.20 J.m-2,最佳拟合值为:K0=6.9×1024s-1.m-2.K-1,γ1/3=0.16 J.m-2.

P-SV波展平变换的精确求解——以地震面波为例

以地震面波问题为例,提出P-SV波展平变换的精确求解方法,并以此为基础讨论了近似求解方法的适用性及适用范围.结果表明,展平变换指数m对最终结果没有显著影响,因此可选取任意值;在短波近似条件下,展平变换的近似解法是适当且合理的;展平变换的近似解法比精确解法的效率高一倍.对于频率较低的问题,应采用精确的求解方法.