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地震成核模拟研究:以2023年土耳其卡赫拉曼马拉什7.8级地震为例

罗昇 黄正暘 李铮

罗昇, 黄正暘, 李铮. 地震成核模拟研究:以2023年土耳其卡赫拉曼马拉什7.8级地震为例[J]. 地质科技通报. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.tb20250104
引用本文: 罗昇, 黄正暘, 李铮. 地震成核模拟研究:以2023年土耳其卡赫拉曼马拉什7.8级地震为例[J]. 地质科技通报. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.tb20250104
Analyzing Nucleation in the 2023 Mw 7.8 Kahramanmara? earthquake, Turkey[J]. Bulletin of Geological Science and Technology. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.tb20250104
Citation: Analyzing Nucleation in the 2023 Mw 7.8 Kahramanmara? earthquake, Turkey[J]. Bulletin of Geological Science and Technology. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.tb20250104

地震成核模拟研究:以2023年土耳其卡赫拉曼马拉什7.8级地震为例

doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.tb20250104
基金项目: 其它-中央高校基金(ZY20240224)

Analyzing Nucleation in the 2023 Mw 7.8 Kahramanmara? earthquake, Turkey

  • 摘要: 【目的】大陆转换断层系统中的次级断层在走滑地震中优先破裂仍然是一个广泛讨论的问题,破译其潜在机制可以增强对地震物理和地震灾害的认识。【方法】在本次研究中,首先引入了一种新的有限元框架来模拟断层成核,其中成核位置不是预先确定的。相反,根据背景构造应力和断层几何形状的相互作用来识别成核。该方法将断层视为两个块体之间的摩擦接触,采用准静态模拟得到的应力-应变条件作为动态破裂模拟的初始条件,并将静态摩擦突然转变为动态摩擦。其中,动态模拟的第一步得到的最大滑移区与准静态模型中最小静摩擦区相对应,即为地震成核区。之后,使用简化的三维弹塑性模型研究了影响2023年土耳其卡赫拉曼马拉什7.8级地震成核位置的关键因素。【结果】研究结果表明,本次提出的地震成核模拟方法具有极高的准确性,在2023年土耳其卡赫拉曼马拉什7.8级地震中,由于次级断层(努尔达伊断层)与主断层的几何结构发生了变化,其力学耦合表现出非线性特征。次级断层的明显挠曲,特别是沿垂向深度的挠曲,会显著加速地震成核,并导致成核位置从主断层向次级断层转移。【结论】本文提出的断层成核研究方法,解决了有限元模型在平衡静岩石压力(预应力)和重力效应过程中的高自由度问题,提高了成核模拟的准确性。同时,基于物理的模拟成功地再现了由运动学有限断层反演得到的2023年土耳其卡赫拉曼马拉什同震滑动模式,为大型走滑断层为何起源于次级断层提供了一个合理的解释。

     

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出版历程
  • 收稿日期:  2025-03-07
  • 网络出版日期:  2025-07-29

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