采用有限元等效体力方法数值分析火山区岩浆压力变形源——以长白山火山为例

• 作者: 张怀 石耀霖 程惠红 高锐 黄禄渊
• 来源期刊: 地球物理学报
• 学科: 地球科学
• 关键词: 长白山火山 等效体力 有限元模拟 地形影响 库仑应力变化
• 年，卷（期）: 2020,（11）
• 所属期刊栏目: 地震学·地电学·地磁学·地热学
• 页码范围: 4050-4064
• 页数: 15页
• 分类号: P315
• 语种: 中文
• DOI: 10.6038/cjg2020N0012

摘要

火山区岩浆压力变形源的反演计算采用解析方法存在难以考虑地形的限制,采用传统有限元方法则存在网格依赖和计算量大的问题,反演过程中每一次正演由于岩浆房位置和大小变化都需要重新生成一次网格,耗费巨大的计算量和网格生成时间.为了克服上述问题,首次在长白山火山区使用"有限元等效体力"方法考虑地形影响反演地下岩浆压力变形源,计算岩浆应力扰动对周边断层稳定性的影响.在火山区地下压力变形源引起的地表形变计算中,地表地形影响不可忽略.埋深越浅,地表最大径向位移ur所在的位置越靠近岩浆囊中心.当坡度达到30°时,最大垂向位移uz所在位置不再位于岩浆囊正上方.椭球状岩浆囊压力源可以较好地模拟长白山火山地区2002—2003年间的GPS和水准测量.岩浆房扰动应力场和区域构造应力场的叠加有可能造成天池西部近EW向,天池北部以NW-NNW向为主的现今应力方向.岩浆房压力源引起的库仑应力变化有利于天池火山口NW向震群在空间上主要分布于火山口的西南和东北部.