失稳前断层加速协同化的实验室证据和地震实例

摘要：

地震是断层的快速错动,它有2个主要条件:一是断层协同化程度较高,一旦应力条件达到,能够迅速连接造成较长断层段的快速错动;二是断层上一些部位积累了足够高的应变,能够克服局部高强部位的错动阻力.地震短临前兆和必震信息识别是地震预报研究的焦点问题之一,为此开展了实验室平直断层失稳模拟研究.从应力变化曲线上可以判定标本所处的应力状态和识别亚失稳应力阶段.利用在实验室便于对压机信息和场上物理量的观测信息进行对比的优势,捕捉和比较应力偏离线性阶段和亚失稳阶段平行断层应变的时空演化过程中的差别.研究表明,由于断层上不同部位相互作用,断层各部位由独立活动逐渐转变为协同化活动,而断层活动协同化程度是判定断层所处应力状态的一个标志.断层活动协同化过程一般包括应变释放点产生、释放点的扩展和增多以及释放段之间相互连接3个阶段:第1阶段发生在偏离线性阶段,断层上不同部位的应变变化开始分化,出现孤立的应变释放区和积累区;第2阶段应变释放区的平稳扩展与亚失稳前期准静态失稳有关,断层上孤立应变释放区增多,并出现稳态扩展;第3阶段相当于亚失稳的后期,即准动态失稳阶段,断层上的应变释放区加速扩展,积累区应变水平加速提高.加速协同化开始于由准静态扩展向准动态扩展的转化,加速的机制是断层段间出现强相互作用.转化的本质在于扩展机制发生了变化,即由孤立断层段的扩展转变为断层段间在相互作用下的连接,这时断层进入发生地震的临界状态.根据实验结果,结合海原断裂带西侧的老虎山-毛毛山断裂地震活动的时空演化,分析了2000年6月6日ML6.2地震前该断层的协同化过程.

关键词：亚失稳应力状态、加速协同化、必震信息、短临前兆

所属期刊栏目：36

分类号：P313.2(大地（岩石界）物理学（固体地球物理学）)

资助基金：国家自然科学基金41172180,41211120180;中国地震局地质研究所基本科研业务专项IG-CEA1203

在线出版日期：2014-11-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共15页

页码：547-561