探讨阿拉斯加中南部俯冲带慢滑移特征与断层几何形态的关联性（几何论文） ㊣ 精品文档 值得下载

南部俯冲带慢滑移特征与断层几何形态的关联性几何论文。

阿拉斯加中南部俯冲带因其独特的地理位臵和复杂的构造环境对该区域下方太平洋俯冲板块的几何形两组控制方程结合起来，即可对断层构造运动的演化情况进行数值模拟。

模拟参数在本文的数值模拟中，若参数值与深度无关，例如特征滑动距离和网格的大小，那么为了避免这些参数对结果的影响，它们均将被设臵成相同的数值。

所有与深度相关的参数，如有效正应力本构方程无量纲参数和沿倾向速度弱化区的宽度，与深度的关系演变在每次模拟中均相同。

除和，与成比例外，大多数参数值的选取均与实验室所得的实验值或者全球地震活动性研究理论所推断的数值相致。

无量纲参数在速率状态依赖型摩擦律的框架下决定了断层的滑动稳定性当速度强化时，断层会连续地抗震地滑动，这种情况称为蠕变当速度弱化时，滑动可能不稳定或是有条件的稳定，。

而在此情况李昊天，周仕勇断层几何形态对阿拉斯加中南部俯冲带慢滑移特征的影响地震学报，基金国家自然科学基金资助。

在本文使用的速率状态依赖型摩擦律中，断层破裂强度定义为，式中为断层滑动速率代表了滑动的历史，单位与时间单位相同为摩擦系数，是个取决于和的状态变量和为无量纲的速率状态依赖型摩擦律参数为特征滑动距离，表示系统滑移速率受到扰动后从个稳态速度变化至下个稳态速度所需要的滑动距离为参考速度下的稳态摩擦系数为有效正应力，其中为正应力，为孔隙压力。

这里我们使用最常用的速率状态依赖型演化定律之的慢度定律，即该定律允许摩擦在固定的粗糙接触面上变化，并得到了实验室实验的广泛支持。

探讨阿拉斯加中南部俯冲带慢滑移特征与断层几何形态的关联性几何论文台站的慢滑移地表特征讨论与结论我们的结果表明，慢滑移区域沿倾角的宽度沿走向的变化对维俯冲断层的数值模拟具有很大的影响。

由图可知，无论基于哪种模型，在俯冲带相对平坦的区域更平坦的区域将导致更宽的慢滑移区域更有可能发生尺度和震级更大滑动速率更快的慢滑移。

个非常明显的例子是在模型中东部平缓断层所发生的非常大的慢滑移。

不同深度的等深线在地表投影之间的距离反映了断层几何形态的平缓情况。

在模型中，等深线之间的距离在俯冲带东部比西部要大得多，这表明在模型中，断层的东部比西部要更平坦。

模型中东部的站的综合地表位移较大图，表所示同样证明了这点。

我们通过数值模拟所得出的这结论与其它研究致。

此外，还有些研究表明，长度比对于发生在俯冲移往往集中在中间位臵，且大多不相似图而在模型中，研究区域的各处均会出现慢滑移图。

尽管在模型中，其东部发生的慢滑移远远大于西部发生的慢滑移，但与另外两个模型相比，模型中发生在东部和西部的慢滑移之间的相互影响较小，事件内部的相似性和周期性更好。

除此之外，我们还计算了上下库克湾中两个典型站点和的合成地表位移，并计算提取了慢滑移事件地表位移的平均间隔持续时间振幅和最大滑移速率等特征值以分析种模型在地表的位移差异。

结果如图和表所示，可见个模型在台站的组特征较台站更加接近在平板模型中，两个台站的慢滑移地表特征值非常接近，而且如前文所述，平板模型的结果非常对称，造成这种台站间微小差距的唯原因是它们与对称轴的距上模拟所发生的构造运动过程，并检验断层几何形状对构造运动所造成的系列影响。

为了简化计算，以为原点将研究区域顺时针旋转，使轴方向与断层走向大致致，轴方向与俯冲板块倾角方向在地表的投影大致致，轴为深度。

考虑到这地区慢滑移的具体发生位臵，研究区域设定为该区域内包含了绝大多数有记录的慢滑移。

本文选取了轴从到，轴从到，轴从到作为最终的研究区域。

首先将研究区域内的俯冲断层离散为万多个边长为的正方形单元格，随后将每个单元格划分为两个全等的角形来更好地拟合俯冲带的真实形状。

虽然利用有限厚度的破裂带对慢滑移在之前的些数值模拟研究中，部分研究将模型设臵为弹性，而另部分则在模型设臵中考虑到了黏性，这些研究大都成功地再现了些观测到的慢滑移特征。

本文的目标是探究断层几何构造对慢滑移数值模拟的影响，因此，我们无需纠结黏性和弹性的选择，将模型设臵为完全弹性。

数值模拟关键参数的具体数值详见表。

表阿拉斯加慢滑移数值模拟的关键参数断层几何构造模型在过去的几十年中，许多研究人员试图通过地震的位臵来描绘阿拉斯加俯冲断层的几何形状，从而创建了很多模型。

本文选取了其中应用广泛的两个模型模型，和等的模型，后者简称为模型。

是主要俯冲带维几何模型的汇总，其中每个俯冲带的模型都是基于对历史地震目录解决方案活动地震剖面全球板块边界测深的断层的值也设为。

虽然沿阿拉斯加阿留申弧向西的俯冲速度逐渐增加，但在本文的研究区域内，俯冲速度约为，变化并不大，故设臵剪切模量泊松比ν将慢滑移的阈值定义为断层上的最大速度达到板块俯冲速度的倍，这也与该区域的检测阈值较为接近。

在过去的几十年里，研究者们从世界各地收集了大量的慢滑移数据。

基于这些观测结果，许多地球物理学家从不同角度对慢滑移进行了数值模拟。

但是，由于计算能力的限制，大多数模拟中的断层几何结构是基于较为简单的维平板模型。

直到近些年来，基于维模型的慢滑移数值模拟才得以进行，然而，维模型对慢滑移的数值模拟会造成何种影响并不十分确定。

鉴于此，本文拟使用角单元对断模型中的台站和模型中的台站。

与模型中发生的大而快的慢滑移相比，在维平面模型和模型中发生的慢滑移事件相对更平缓。

与模型中发生的大而快的事件相比，在平板模型和模型中发生的事件相对比较平静。

总的来说，对于所有的结果，更快的速度和更大的振幅对应于更长的平均间隔和更短的持续时间。

图基于模型，等模型和维平板模型的慢滑移区域高孔隙压速度弱化内年平均滑动速率的模拟结果图基于个模型两台站方向的地表合成位移线性趋势已经去除和速度台站台站台站移除了模型的曲线表和台站的慢滑移地表特征讨论与结论我们的结果表明，慢滑移区域沿倾角的宽度沿走向的变化对维俯冲断层的数值模拟具有很大的影响。

由图可，这处理方式与很多研究都相同。

图个俯冲带几何模型的研究区域彩色粉色线条为等深线模拟结果为了解断层几何形状对慢滑移时空演化的影响，我们采用两种不同的维俯冲断层模型和个倾角为的维平面俯冲断层模型来进行慢滑移模拟。

图给出了个模型在俯冲断层上速度弱化高孔隙压力低有效正应力区域慢滑移区域上的平均速度，黄色区域表示慢滑移所发生的时空位臵轴坐标。

由图可以看出平面断层在研究区域左右两侧的对称位臵和中间位臵均产生了非常相似的重复的慢滑移图而在两种非平面模型中，慢滑移行为则较为复杂。

模型中出现的慢滑移往往集中在中间位臵，且大多不相似图而在模型中，研究区域的各处均会出现慢滑移图。

尽管在模型中，其东部发生的慢滑移远远大于西部部署了个密集的临时地震台网，通过震源和速度结构的联合反演会自动检测出发生的地震。

随后他们使用双差定位法重新定位这些地震从而确定俯冲带的几何形状。

此外，本文还使用了个倾角为的维平面俯冲带几何模型作为控制模型来进行对比。

图给出了上述个俯冲带模型的研究区域。

在以往的慢滑移数值模拟中，囿于复杂度与计算成本，断层的几何模型大多是基于离散矩形网格的维平面模型。

本文采用角单元对断层的几何形状进行离散，这使得我们能够在个维的更接近实际情况的断裂带几何模型上模拟所发生的构造运动过程，并检验断层几何形状对构造运动所造成的系列影响。

为了简化计算，以为原点将探讨阿拉斯加中南部俯冲带慢滑移特征与断层几何形态的关联性几何论文的几何形状进行离散，在个维的真实的断裂带几何模型上模拟构造运动所发生的过程，并检验断层几何形状对构造运动所造成的系列影响。

在模拟中，我们使用从实验室中得到的速率状态依赖型摩擦律和种准动态算法，选择种不同的断层几何构造模型进行数值模拟，并对其模拟结果进行对比与讨论，以探究断层模型的几何形态对数值模拟中慢滑移特征数值的影响。

同理，我们将浅于深于的断层的值也设为。

虽然沿阿拉斯加阿留申弧向西的俯冲速度逐渐增加，但在本文的研究区域内，俯冲速度约为，变化并不大，故设臵剪切模量泊松比ν将慢滑移的阈值定义为断层上的最大速度达到板块俯冲速度的倍，这也与该区域的检测阈值较为接数值模拟中，往往是固定的，因此为决定慢滑移时空演化行为的唯断层几何参数。

换言之，若想在断层中重现慢滑移现象，低有效正应力区域的宽度需要足够大，以使不稳定滑动能够成核，但也不能太大，以免使事件进步发展成为地震。

本文的工作还表明，数值模型中断层几何模型的选择将对模拟的结果产生非常重要的影响。

在数值模拟中，俯冲断层的几何形状既影响地震成核也影响慢滑移。

在卡斯卡底北部，倾斜角度较小的平坦断层上，慢滑移倾向于累积较大的滑移量。

本文的模拟结果为后续模拟提供了很好的指导，即采用更真实的断层模型是非常必要和重要的。

李昊天，周仕勇断层几何形态对阿拉斯加中南部俯冲带慢滑移特征的影响地震学报，基金国家自然科学基金资助。

同理，我们将浅于深于为断层滑动速率代表了滑动的历史，单位与时间单位相同为摩擦系数，是个取决于和的状态变量和为无量纲的速率状态依赖型摩擦律参数为特征滑动距离，表示系统滑移速率受到扰动后从个稳态速度变化至下个稳态速度所需要的滑动距离为参考速度下的稳态摩擦系数为有效正应力，其中为正应力，为孔隙压力。

这里我们使用最常用的速率状态依赖型演化定律之的慢度定律，即该定律允许摩擦在固定的粗糙接触面上变化，并得到了实验室实验的广泛支持。

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在之前的些数值模拟研究中，部分研究将模型设臵为弹性，而另部分则在