首次直接观测到与理论预测一致的同震静态应力偏量变化——2016年4月7日山西原平M_(L)4.7地震的钻孔应变观测
The variation of coseismic static stress deviation consistent with theoretical prediction was observed for the first time—Observation of borehole strain of the Yuanping M_(L)4.7 earthquake in Shanxi on April 7,2016作者机构：中国科学院计算地球动力学重点实验室中国科学院大学北京100049 中国地质科学院地质研究所北京100037 中国地震局地壳应力研究所北京100085 鹤壁市地震局河南鹤壁458000
出 版 物：《地球物理学报》 (Chinese Journal of Geophysics)
年 卷 期：2021年第64卷第6期
页 面：1937-1948页
核心收录：
学科分类：0709[理学-地质学] 0819[工学-矿业工程] 070801[理学-固体地球物理学] 07[理学] 0707[理学-海洋科学] 0708[理学-地球物理学] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0704[理学-天文学]
基 金：国家自然科学基金(U1839207、41590865) 国家重点研发项目(2018YFC1504200)共同资助
摘 要：地震会引起同震位移和应力场变化,造成现存各断层上的库仑应力变化量的增加或减小并影响后续地震风险,对于地震预测具有重要意义.现有的大量地震实例中,理论计算的同震位移场与GPS、InSAR等实测的同震位移吻合,间接证实了基于均匀理想弹性假定下可以使用半无限空间Okada公式计算与位移微分相关的同震应力变化.然而,由于地壳并非严格的均匀理想弹性介质,理论计算和直接测量的同震应力变化进行比较仍是一个重要的研究课题.中国对四分量钻孔应变仪的数百个地震同震阶变的研究,发现记录绝大多数阶变不能满足自检条件;美国板块边界观测(PBO)中数百个同震钻孔应变记录同样发现观测幅度与理论预期值相差甚多,可达一两个数量级,这成为国际钻孔应变观测中的一个未解难题.2016年4月7日山西原平发生M_(L)4.7地震,该地震虽然不大,但原平钻孔应力台站距离震中仅19 km,得到了优质的同震阶变记录.本文以此展开研究,结果表明台站观测到的主应力方向和应力偏量大小,均与基于震源机制解的破裂模型的理论预计值很好吻合,这是首次实际观测到与理论计算预测基本一致的同震水平应力偏量变化,为利用库仑应力概念估计后续地震活动性提供了观测基础.然而,观测到的应力变化与理论计算值相差109 Pa的围压,本文也对其可能原因进行了探索,认为在探头、固结水泥和围岩三个可能影响观测的因素中,固结水泥影响可能性最大,并对今后工作提出了建议.
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