圣安德烈斯断层中是否存在高孔隙压力.pdf

第3期(总第399期) 国际地震动态 No．3(SerialNo．399) Recent inWorld March。2012 2012年3月 DevelopmentsSeismology 圣安德烈斯断层中是否存在高孔隙压力* Chi—yuenWang ofEarthand of (Department PlanetaryScience，UniversityCalifornia—Berkeley， 94720，USA) Berkeley，California 摘要假设圣安德烈斯断层(加州)中存在高孔隙压力流体，并用其来解释断层的主动 性失稳，这或许直接影响着对地震发生机理的认识。但最近在位于加州东部圣安德烈斯 AndreasFault at 断层上的钻探(SAFOD，San ObservatoryDepth)中，未发现存在高孔 隙压力流体的相关证据[1]。假如没有高孔隙压力普遍存在的证据，这将影响我们对圣安 德烈斯断层或其他活断层上地震发生机理的认识。然而，笔者认为圣安德烈斯断层深钻 现有的证据，尚不足以否定高孔隙压力流体存在的假说。要充分认识断层中孔隙压力的 特征，还需要在圣安德烈斯断层的钻孔上进行长期监测。以上分析结果或许对解释其他 活断层钻探项目结果有所帮助。 中图分类号：P315．2； 烈斯断裂带的断层泥实验数据，我们对获得 引言 的地震波速度、重力异常和穿过圣安德烈斯 伴随着加州圣安德烈斯断裂带失稳表现 断裂带的电阻数据等分析，认为断裂带可能 出的无热流异常心’4]和断层应力状态¨。6j，对 由延伸至孕震深度的断层泥组成[9’1州。随 认识地震发生机理和岩石圈板块驱动力有重 后，也收集了一些在活断层上的深部钻探结 要意义，但对于断层失稳的机理还不甚清 果，以期获得断层中物质组成与孔隙压力的 楚。对于断层失稳问题目前存在3种假说： 直接观测资料。这些钻探研究包括：早期的 假说一认为，断裂带由粘土断层泥组成L7‘9]， 靠近加州中部干湖谷的圣安德烈斯断层钻 Pass的圣安德烈 尤其是富含富蒙脱土的粘土断层泥，其摩擦 探[2叩；靠近南加州Cajon 斯断层钻探【21。，最近的加州中部帕克菲尔 系数较低，约为0．1[I¨3|。考虑到地壳岩石 德附近的圣安德烈斯断层钻探(SAF()D)[1]， 的摩擦系数一般约为0．6[,43，断层泥的低摩 擦系数异常造成了断层失稳。假说二认为， 日本野岛断裂带探测。台湾车笼埔断层钻探 Island 断裂带中摩擦系数“正常”，但是伴随地震产 项目[zz3和计划实施的新西兰South 生的剪切热及其相关物理化学过程造成了断 Alpine断层项目【2引。 层动力失稳[15。1引。假说三也认为断层中摩擦 在这些断层钻探项目中，SAFOD项目 系数“正常”，但是断裂带中的高孔隙压力降 (图la)得到了完整的科钻记录和报告。并且 低了断层有效应力而使滑动摩擦阻力减小， 提供了与圣安德烈斯断裂带内部结构有关的 导致断层失稳¨7。