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地震弱初始震相及其影响因素的实验研究
刘培洵 1郭彦双 1陈顺云 1齐文博1
作者信息
- 1. 中国地震局地质研究所 地震动力学国家重点实验室 北京 100029
- 折叠
摘要
一些学者发现对于某些地震，如果将初至震相的波形充分放大，在以往所认为的"初至"震相前其实波形已发生变化，这种变化十分缓慢且幅度很小，以致于仅在动态范围较大的数字地震仪下才可清晰的分辨。这种震相被称为"慢初始震相"、"弱初始震相"或"地震成核震相"。实验表明粘滑失稳前存在弱初始震相。此前有学者也曾在粘滑实验中观测到弱初始震相，但由于当年采用触发式声发射记录设备，观测到弱初始震相并不容易。如今采用声发射连续记录仪，发现所有粘滑实验无一例外的可观测到弱初始震相。表明对沿预存断层的粘滑，弱初始震相是普遍现象。在岩石破裂实验中也可见到个别声发射有弱初始震相，但出现概率较小，绝大多数由微破裂产生的声发射初始震相陡峭，较粘滑实验更为脆性。认为粘滑实验中弱初始震相的确来源于成核过程。成核过程的局部预滑可产生微弱的弹性波。实验观测到的弱初始震相有三种类型，分别称为慢滑型、振颤型和前震型。慢滑型初始震相起步缓慢，波形光滑，这可能与断层带预滑区平稳的连续扩展和逐步加速有关。振颤型初始震相表现为振幅相对平稳的高频振颤，这种振颤就像笔尖在纸上平稳的滑动时发出的沙沙声。通常振颤型和慢滑型叠加在一起，成为伴随着高频振颤的缓慢加速过程。产生原因应是成核阶段局部预滑时的摩擦。前震型表现为大失稳前有一系列微小事件，从波形上看这些微小事件同微破裂的波形特点相一致，初至震相突然，振幅随时间衰减显著。声发射定位结果显示，这些事件局限在断层上较小的范围内。产生的原因应是慢滑过程中一些强接触斑块的局部的脆性破裂。成核过程的持续时间对地震地震预报意义重大。为此开展了弱初始震相持续时间的影响因素的实验。目前已进行了弱初始震相的持续时间与正应力的关系以及持续时间与加载速率关系的实验研究。初步统计结果显示弱初始震相的持续时间与正应力的关系不显著。在加载的应变速率较慢的情况弱初始震相的持续时间与加载速率的关系也不显著，认为这主要是因为断层预滑区扩展速率远大于加载速率所致。弱初始震相是成核过程的反应，但当成核初期地震矩率很低，很难从弹性波发现成核过程，因此有理由相信实际的成核过程要比弱初始震相的持续时间要长。通过变形场的观测也发现断层带局部变形加速和预滑明显早于成核震相的出现。
关键词
地震/弱初始震相/应变速率/持续时间/加载速率引用本文复制引用
主办单位
中国地球物理学会/中国地质学会会议名称
2015年中国地球科学联合学术年会会议时间
2015-10-11会议地点
北京会议母体文献
2015年中国地球科学联合学术年会论文集页码
2898-2899出版时间
2015