位置：
2019-09-18
地球所
图1 青藏高原东北缘地区断层与地震
为了研究区域大地震在主要断层带之间的迁移规律与概率，以及主要断层带大地震破裂的时空分布特征，综合考虑青藏高原东北缘的地震活动、主要的构造单元、主要断层带及其几何特征等因素，建立了青藏高原东北缘地区的三维黏弹塑性有限元模型（图2），模拟区域断层系统的地震循环和地震序列的时空演化，得到了人工合成的几万年时间尺度的地震目录。 
图2 有限元模型的网格和边界条件
经过检验，模型的震间速度场与GPS观测结果的一致性，震间应力状态与地球物理观测的吻合，证明模型满足区域地球动力学背景约束。根据模拟的地震目录，结合古地震数据，计算分析了大地震（Mw≥7）在研究区各个主要断层带之间的迁移概率，探讨了黏度、高程、统计时间长度等因素对大地震在各主要断层带之间的迁移概率和大地震在各主要断层带上的发生概率的影响（图3）。 
图3 大地震在四条主要断层之间的相互迁移概率
进一步调查海原断层带和香山天景山断层带的大地震破裂时空分布特征。结果显示，继研究区域中1920年海原断层带上的M8.5级海原大地震、1927年香山天景山断层带上的M8级古浪大地震后，下一次大地震（Mw≥7）发生在海原断层上的概率约为51%-81%，发生在香山天景山断层上的概率约为9%-37%（图4）。其他结论还有：- 青藏高原中下地壳上地幔黏度大小，对大地震在各个断层带之间的迁移规律和迁移概率的影响较小
- 主要断层带的地震活动与断层滑动速率分布的分段性显著
- 大地震在断层带上的破裂位置并不固定，呈现不均匀性，表明断层几何形状很可能对地震活动、断层滑动速率分布与大地震破裂位置存在控制作用
图4 模拟的海原断层和香山天景山断层上的大地震破裂位置的时空
分布以及断层上累积滑动位移
该项研究提供了一种数值模拟工具，可以模拟生成区域复杂断层系统万年尺度的地震目录，实现区域断层系统的地震活动性、地震时空迁移和地震危险性分析，为类似断层系统研究提供参考。
