汶川地震前龙门山及其周缘断裂形变运动与应力累积的数值模拟

来源：地震地质杂志2017年第4期北京时间：

作者：万永魁, 刘峡, 沈军, 王雷, 李妍

单位：1 中国地震局第一监测中心, 天津 300180;2 防灾科技学院, 三河 065201;3 山东省地震局, 济南 250014

摘要：为揭示汶川地震前龙门山及其周缘断裂的形变与应力累积状态，文中构建了包含龙门山、龙日坝、岷江和虎牙4条断裂的三维黏弹性有限元模型，以1999-2004年GPS结果为约束，模拟了龙门山断裂带及其周缘区域的形变运动。得到以下结论：1）平行于龙门山断裂带的速度分量主要被龙日坝断裂吸收，垂直于龙门山断裂带的速度分量主要被其自身吸收；岷江和虎牙断裂对龙门山断裂带北段起到一定的屏障作用，导致其北段压缩量明显低于南段。2）沿龙门山断裂带由SW向NE方向延伸，主压应力与断层走向的夹角由接近垂直逐步转至约45°；断层南段挤压、剪切应力累积速率高，且压应力大于剪应力，北段应力累积速率低，压应力与剪应力接近。这与龙门山断裂带SW段中小地震频发、地震活动强烈，NE段偶有小震、地震活动微弱相吻合；也与汶川MS8.0地震逆冲兼具右旋走滑、芦山MS7.0地震逆冲破裂的方式相一致。3）假设发生震级、类型相同的地震所需应力积累量相同，那么研究区内岷江断裂、龙门山断裂南段和虎牙断裂破裂以逆冲运动为主，3条断裂的地震复发周期依次变长；龙日坝断裂北段和龙门山断裂北段以逆冲兼具右旋走滑为主，前者地震复发周期短于后者；龙日坝断裂南段则以纯右旋走滑为主，地震复发周期有可能最短。

关键词：龙门山断裂带,黏弹性,形变运动,应力累积,数值模拟,

基金资助：国家自然科学基金（41472180），中国地震局第一监测中心科技创新主任基金（FMC2017012）与震情跟踪定向工作（2017010208）共同资助。