华北地区活动地块运动变形的动力学模拟

来源：地震地质杂志2026年第1期北京时间：

作者：李晨, 邢会林, 姚琪, 钟祯祥

单位：1) 中国海洋大学海洋地球科学学院, 青岛深海圈层与地球系统教育部前沿科学中心, 海底科学与探测技术教育部重点实验室, 青岛 2661002) 崂山实验室, 青岛 2662373) 中国地震局地震预测研究所, 北京 100036

摘要：华北地区强震活动频繁, 主要集中分布在鄂尔多斯盆地周缘、 渤海湾盆地及华北平原内部等构造活跃区域, 其强震的空间分布格局与该地区活动地块的几何结构及其动力学行为密切相关。文中综合了华北地区活动地块划分方案、 GNSS速度场及强震时空分布等数据, 构建了华北及其周边地区的三维数值模型, 采用有限元方法模拟了华北地区在一级、 二级、 三级活动地块划分方案下的构造应力场和应变场, 并探讨了华北地区西部海原断裂带、 六盘山断裂带、 龙门山断裂带的活动对华北地区构造变形的远程效应。模拟结果显示, 华北地区现今的地块构造格局主要受一级、 二级活动地块及其边界带的控制, 相较之下, 三级活动地块及其边界带对华北地区构造变形的贡献相对有限。印度板块与欧亚板块的碰撞作用及太平洋板块和菲律宾板块的俯冲作用, 在华北地区南部和北部形成了一对剪切力偶, 使得华北地区整体呈现逆时针旋转的运动特征, 但华北地区内部的鄂尔多斯地块、 太行山次级地块、 冀鲁-豫皖次级地块及鲁东-黄海地块的逆时针旋转程度不同, 以稳定的华南地块为参考系, 这些地块的旋转速率分别为 2.3×10-9rad/a、 2.2×10-9rad/a、 2.0×10-9rad/a、 3.4×10-9rad/a。华北地区内部活动地块的差异性运动主要受控于2个关键因素: 一方面是华北地区内部应力场在空间上的非均匀性分布, 另一方面是活动地块在运动变形过程中引起的地块边界处的挤压和拉张效应。华北地区内部活动地块间的不协调变形运动, 导致华北地区内部活动地块间及其与周缘地块间的边界带产生了不同程度的应力集中和变形特征, 形成了强震孕育的重要构造背景。此外, 海原断裂带的左旋走滑运动、 六盘山断裂带和龙门山断裂带的逆冲推覆作用通过作用于鄂尔多斯地块西南缘或华南地块, 直接或间接地影响了华北地区活动地块的运动变形, 其中海原断裂带的走滑运动和六盘山断裂带的逆冲推覆作用对华北地区构造变形的影响尤为显著。

关键词：华北地区,活动地块,应力场,地震,数值模拟,

基金资助：国家自然科学基金(92058211); 泰山学者项目(tstp20221112); 高等学校学科创新引智计划(B20048)