Numerical simulation on strong earthquake dynamic process of Bayan Har block
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摘要: 以青藏高原为目标采用弹性体本构关系， 模拟印度板块持续向北推进、 挤压对巴颜喀拉块体及邻区的影响. 通过降低强震发生位置处单元弹性模量的方法， 模拟1900年以来发生在巴颜喀拉块体及周缘MS≥7.0强震， 计算序列中前面地震对后续强震的影响. 模拟结果表明： ① 巴颜喀拉块体背景场应力水平大致与块体西部等效应力同等大小， 自西向东逐渐递减， 巴颜喀拉块体西部和中部等效应力从南向北逐渐递减， 东部地区等效应力比较低； ② 模拟的14次地震序列中， 有8次发生在前面强震所引起的等效应力增大的区域内， 2次发生在等效应力增大和减小的过渡区域内， 3次发生在等效应力减小的区域内； ③ 从强震序列所引起的应力相互作用看， 历史地震对1970年以来发生的地震影响结果为： 历史地震加速了1973年亦基台错、 1997年玛尼和2001年昆仑山口西地震的发生， 昆仑山口西地震对汶川地震的影响较小， 汶川地震对玉树地震的发生不具有加速触发作用.Abstract: In this paper， we used the elastic constitutive relation to simulate the effect induced from the Indian plate everlasting northward collision on the Bayan Har block and surroundings on the Qinghai--Tibet plateau. By reducing the element elastic modulus at the earthquake location， a number of numerical simulations have been made for the strong earthquakes (MS≥7.0) since 1900， and also for the influence from the former earthquake on the latter. We obtained the following results: ① The background stress is higher in the west as expressed in equivalent stress， and decreases gradually to the east; in the middle-west of the block the stress level decreases gradually from south to north with equivalent stress obviously low in the east. ② In the strong earthquake series eight earthquakes were triggered before their occurrence and three were delayed， while other two were in the sress transition zone. ③ From the stress interaction between the strong earthquakes before and after 1970， we may conclud that the historic earthquakes triggered the 1973 Yijitaicuo earthquake， the 1997 Mani earthquake and the 2001 Kunlun Mountain Pass earthquake， while the influence of Kunlun Mountain Pass quake on the Wenchuan quake is insignificant， and the effect of Wenchuan quake on the Yushu earthquake is unobvious.
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Keywords:
- Qinghai--Tibet plateau /
- Bayan Har block /
- shell element model /
- numerical simulation
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图 3 青藏高原中部等效应力变化曲线
(a) 1号路径 (b) 2号路径 (c) 3号路径 (d) 4号路径 (e) 5号路径
Figure 3. Equivalent stress variation in the middle of Qinghai-Xizang plateau
(a) Path 1; (b) path 2; (c) path 3; (d) path 4; (e) path 5
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图 4 (a)-(h) 地震引起的等效应力变化图
(a)模拟第1次地震(道孚MS7.0);(b)模拟第2次地震(炉霍MS7.3);(c)模拟第3次地震(民丰MS7.3);(d)模拟第4次地震(叠溪MS7.5);(e)模拟第5次地震(阿兰湖MS7.5);(f)模拟第6次地震(达日MS7.7);(g)模拟第7次地震(康定MS7.5);(h)模拟第8次地震(阿兰湖MS7.0).图中虚线为0Pa线，图中黑色圆点表示下一次地震发生的位置
Figure 4. (a)-(h) Equivalent stress variation caused by earthquakes
(a)The first simulated earthquake(Daofu MS7 .0); (b)The second simulated earthquake (Luhuo MS7 .3);(c)T he third sim ulated earthquake (Minfeng MS7 .3); (d)T he fourth sim ulated earthquake (DiexiMS7 .5); (e)T he fifth sim ulated earthquake (Alan Lake MS7 .5); (f)T he sixth sim ulated earthquake(Dari MS7 .7); (g)T he seventh sim ulated earthquake (Kangding MS7 .5); (h)T he eighth sim ulatedearthquake(Alan Lake MS7 .0). Dashed lines for 0 Pa and black point stand for the location of nextearthquake in the figure
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图 4 (i)-(n) 地震引起的等效应力变化图
(i)模拟第9次地震(炉霍MS7.6);(j)模拟第10次地震(亦基台错MS7.3);(k)模拟第11次地震(玛尼MS7.5);(l)模拟第12次地震(昆仑山口西MS8.1);(m)模拟第13次地震(汶川MS8.0);(n)模拟第14次地震(玉树MS7.1).图中虚线为0Pa线，黑色圆点表示下一次地震发生的位置
Figure 4. (i)-(n) Equivalent stress variation caused by earthquakes
(i)T he ninth sim ulated earthquake (Luhuo MS7 .6); (j)T he tenth sim ulated earthquake (Yijitaicuo MS7 .3);(k)T he eleventh sim ulated earthquake (M ani MS7 .5); (l) T he T welfth sim ulated earthquake (K nlunM ountains Pass MS8 .1); (m)T he thirteenth im ulated earthquake (W enchuan MS8 .0); (n)T he fourteenthsim ulated earthquake (Y ushu MS7 .1). Dashed lines for 0 Pa and black point stand for the location of nextearthquake in the figure
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图 5 历史地震(地震顺序见表2)对1970年以来地震的影响
(a) 1973年炉霍地震前震源处应力变化曲线; (b) 1973年亦基台错地震前震源处应力变化曲线;(c) 1997年玛尼地震前震源处应力变化曲线; (d) 2001年昆仑山口西地震前震源处应力变化曲线;(e) 2008年汶川地震前震源处应力变化曲线; (f) 2010年玉树地震前震源处应力变化曲线
Figure 5. Influence of previous earthquakes on the earthquakes since 1970
(a) Stress change in the source region before 1973 Luhuo earthquake; (b) Stress change before 1973 Yijitaicuo earthquake; (c) Stress change before 1997 Mani earthquake; (d) Stress change before 2001 Kunlun Mountain Pass earthquake; (e) Stress change before 2008 Wenchuan earthquake; (f) Stress change before 2010 Yushu earthquake
表 1 青藏高原及邻区地壳介质物性参数
Table 1 Crustal physical properties in Qinghai Xizang plateau and surroundings
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表 2 1900年以来巴颜喀拉块体内及周缘发生的MS≥7.0地震目录
Table 2 Earthquake catalogue(MS≥ 7.0)in the Bayan Har block and surroundings since 1900
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