巖石力學性質(zhì)實驗顯示,巖石破壞前會出現(xiàn)擴容現(xiàn)象,可用累積視體積的變化來度量巖體體積的變化。結(jié)合巖石破壞前應力-應變關(guān)系,通過對滇西南塊體震源參數(shù)的計算,探討2014年景谷M_S6.6和2018年墨江M_S5.9地震前后,震源區(qū)及鄰區(qū)視應力、視體積的變化特征。結(jié)果表明:該區(qū)的地震視應力與震級、地震矩的皮爾遜相關(guān)系數(shù)r分別為0.73,0.58,視應力與震級的相關(guān)性較大,與地震矩存在正相關(guān)關(guān)系;景谷M_S6.6地震前8.4個月和墨江M_S5.9地震前4.2個月,視應力和歸準化視應力均出現(xiàn)高值異常,累積視體積增長,且增長速率增大。景谷地震前其震源區(qū)、墨江地震前震源區(qū)同一斷裂帶南段為視應力高值區(qū)域。 

【文章來源】：地震研究. 2020,43(02)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

研究區(qū)3.0級以上地震、臺站分布及地質(zhì) 構(gòu)造圖(據(jù)安曉文等,2018修改)

視應力與震級的相關(guān)系數(shù)r為0.73時,說明視應力與震級的相關(guān)性較大,即震級越大,視應力越高。如果個體地震視應力偏離擬合趨勢線較遠,可以考察該地震事件的視應力是否存在異常特征。視應力與地震矩的r為0.58時,表明該地區(qū)視應力與地震矩的相關(guān)性較顯著,存在隨地震矩增大視應力增大現(xiàn)象,可能反映2009—2018年研究區(qū)大地震輻射效率高于小震。吳忠良(2001)針對1987—1998年全球走滑型和非走滑型淺源地震,給出了折合能量與地震矩的關(guān)系,其結(jié)果顯示,走滑型地震的折合能量與地震矩的擬合趨勢線略有上升,而非走滑型地震呈下降趨勢。本文結(jié)果與第一種情況相符,即研究區(qū)以走滑構(gòu)造為主的情況下,折合能量與地震矩擬合趨勢線略有上升(圖2d)。3.2 視應力、視體積隨時間的變化特征

以10個值為窗長,1個值為步長,10個值求平均值進行滑動,得到視應力和歸準化視應力滑動平均值時間進程曲線(圖3a,b)。結(jié)果顯示,2009—2018年研究區(qū)共發(fā)生2次MS≥5.7地震,即2014年景谷MS6.6地震和2018年墨江MS5.9地震。這2次地震前均出現(xiàn)過視應力高值異常(圖3中紅色底紋),且高值異常與發(fā)震的時間間隔分別為8.4和4.2個月。2014年景谷MS6.6地震前,視應力和歸準化視應力均出現(xiàn)趨勢上升,當上升到1倍、1.5倍標準差上限后發(fā)生地震。景谷MS6.6地震發(fā)生后,視應力和歸準化視應力值下降,之后出現(xiàn)較高值,但沒有出現(xiàn)二者同時高于標準差上限的現(xiàn)象,可能為背景正常動態(tài)變化,從2017年開始視應力和歸準化視應力再次出現(xiàn)趨勢上升,于2018年1月視應力值超過1倍標準差,歸準化視應力值超過1.5倍標準差,高值狀態(tài)持續(xù)一段時間后,發(fā)生2018年墨江MS5.9地震。以10個點為窗長,1個點為步長,求取視體積滑動平均值,并進行累加求得每一個時間點的累積視體積。為了與巖石應力應變過程曲線(圖4)進行對比研究,探尋巖石破壞相似的物理過程,本文把震前累積視體積曲線分為3個階段,分別為AB,BC,CD,對應于巖石應力應變曲線的第二、三、四階段。由圖3c可見,在2014年景谷MS6.6和2018年墨江MS5.9地震前,累積視應力均出現(xiàn)了相似變化形態(tài):首先是近似直線段A1B1(A2B2),為線彈性階段;然后是曲線速率增大段B1C1(B2C2),為裂紋開始出現(xiàn)或迅速擴展段;最后是震前的曲線速率變緩段C1D1(C2D2),為裂紋逐漸貫通段。比較圖3c與圖4b,發(fā)現(xiàn)盡管實際中的曲線變化幅度沒有實驗室中的大,但二者的變化趨勢是一致。累積視體積曲線速率增大段B1C1(B2C2)可能反映了強震前巖體體積出現(xiàn)的增大現(xiàn)象。結(jié)合視應力、歸準化視應力高值段,筆者發(fā)現(xiàn)視體積累積曲線斜率增大后的降低段可能是預測地震進入臨震階段的標志。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]白鶴灘水電站左岸邊坡開挖卸荷過程微震視應力特征研究[J]. 張敏,徐奴文,陳文夫,譚堯升,戴峰,蔣雄,李韜.  巖石力學與工程學報. 2018(S2)
[2]2018年云南通海MS5.0地震前視應力時空特征[J]. 彭關(guān)靈,趙小艷,劉自鳳,孔德育.  地震研究. 2018(04)
[3]云南地區(qū)地殼上地幔三維S波速度與徑向各向異性結(jié)構(gòu)研究[J]. 陳浩朋,李志偉,儲日升,謝軍,崇加軍,葉慶東.  地球物理學報. 2018(08)
[4]2007年云南濘洱MS6.4地震前滇西南地區(qū)震源動力學參數(shù)時空變化特征[J]. 李艷娥,陳學忠,付虹.  地震. 2012(01)
[5]中國大陸主要地震活動區(qū)中小地震震源參數(shù)研究[J]. 趙翠萍,陳章立,華衛(wèi),王勤彩,李志雄,鄭斯華.  地球物理學報. 2011(06)
[6]2008年汶川MS8.0地震前龍門山—岷山構(gòu)造帶的地震活動性參數(shù)與地震視應力分布[J]. 易桂喜,聞學澤,辛華,喬慧珍,龍鋒,王思維.  地球物理學報. 2011(06)
[7]2006年7月4日河北文安MS5.1地震前震中周圍地區(qū)小震視應力隨時間的變化[J]. 陳學忠,李艷娥.  中國地震. 2007(04)
[8]地震視應力在地震預測中的應用[J]. 劉紅桂,王培玲,楊彩霞,徐戈,孫業(yè)軍,陳章立,鄭斯華.  地震學報. 2007(04)
[9]場地響應、震源參數(shù)與介質(zhì)衰減的同時反演[J]. 劉紅桂,繆發(fā)軍,吳晶.  地震. 2004(04)
[10]由寬頻帶輻射能量目錄和地震矩目錄給出的視應力及其地震學意義[J]. 吳忠良.  中國地震. 2001(01)

博士論文
[1]中小地震震源參數(shù)定標關(guān)系研究[D]. 華衛(wèi).中國地震局地球物理研究所 2007



本文編號：3399868