基于地壳介质各向异性分析山东地区构造应力特征-中国地震.PDF

第 ３２卷　第 １期（６３～７１） 中 国 地 震 Ｖｏｌ．３２　Ｎｏ．１ ２０１６年 ３月 ＥＡＲＴＨＱＵＡＫＥＲＥＳＥＡＲＣＨＩＮＣＨＩＮＡ Ｍａｒ．２０１６ 苗庆杰、刘希强、石玉燕等，２０１６，基于地壳介质各向异性分析山东地区构造应力特征，中国地震，３２（１），６３～７１。 基于地壳介质各向异性分析 山东地区构造应力特征 苗庆杰　刘希强　石玉燕　曲均浩　郑建常　田凤东 山东省地震局，济南市历城区港西路２０６６号　２５０１０２ 摘要　利用山东地震台网记录到的近场源地震波形数据，基于剪切波分裂研究，获得山东 地区多个台站的剪切波分裂参数。研究结果表明，快剪切波偏振优势方向反映了该地区构造应 力空间分布特征，ＣＨＤ台和ＬＩＳ台显示出２个优势偏振方向，揭示山东地区地壳介质各向异性 受到区域背景应力及局部断裂构造的双重制约。 关键词：　山东地区　剪切波分裂　偏振方向　地震各向异性　构造应力 ［文章编号］１００１４６８３（２０１６）０１００６３０９　　［中图分类号］Ｐ３１５　　［文献标识码］Ａ ０　引言 大量研究证实（Ｃｒａｍｐｉｎｅｔａｌ，２００３；Ｓｉｌｖｅｒ，１９９６；Ｗｏｏｄｈｏｕｓｅｅｔａｌ，１９８６；Ｍｏｒｅｌｌｉｅｔａｌ， １９８６；Ｃｒｅａｇｅｒ，１９９２），地震各向异性的情况在地壳内普遍存在，于是，人们用不同的模式解释 所观察到的地震各向异性，这些模式包括：主压应力方向排列的微裂隙、活动断层附近的裂 缝、沉积物中岩石的成层、岩石结构中的叶理以及晶体优先排列的方向等。Ｃｒａｍｐｉｎ（１９７８） 提出 ＥＤＡ理论，该理论提出影响地震各向异性的来源主要是近地表呈垂直、充满流体的平 行排列的微裂隙，主要分布在上地壳。这些裂隙由于偏应力的作用不均匀地成行排列，这种 受力成行排列的裂隙将展现出地震各向异性，因此，应力的影响可以通过引起各向异性的裂 隙对地震波的影响进行监测。当剪切波在含定向排列的微裂隙中传播时会产生分裂现象 （Ｃｒａｍｐｉｎｅｔａｌ，１９８５ａ、１９８５ｂ、１９８６、１９９１；Ｅｖａｎｓｅｔａｌ，１９８７；Ｃｈｅｎｅｔａｌ，１９８７；Ｄａｌｅｙｅｔａｌ，１９８８； Ｋａｎｅｓｈｉｍａｅｔａｌ，１９８９；Ｂｕｃｈｂｉｎｄｅｒ，１９８５；高原等，１９９３、１９９５；姚陈等，１９９２），分裂为分别以不 同的速度前进的两列波，传播速度较快的波称为快波，传播速度较慢的波称为慢波。这两列 波振动方向近乎垂直，其中，所产生的快波的偏振方向跟大地应力的方向、构造和断层走向 以及矿物微裂隙排列方向有关，与微裂隙的排列走向一致，与所在地最大主压应力方向一 致，而慢波的延迟时间则跟地壳介质的各向异性程度和裂隙密度有关（Ｃｒａｍｐｉｎ，１９９９；Ｇａｏｅｔ ａｌ，２０１１；ｓｈｉｅｔａｌ，２０１５）。地球内部应力场的改变会改变微裂隙的几何参数，由此会引起剪 ［收稿日期］２０１５０９０８；［修定日期］２０１５１２２９ ［项目类别］山东省自然科学基金（ＺＲ２０１４ＤＱ０１９）、地震科技星火计划资助项目（ＸＨ１５０２６）、山东省地震局重点基金项 目（ＪＪ１４０７Ｙ）、山东省地震局合同制项目（１５Ｙ１０２）资助 ［作者简介］苗庆杰，男，１９８０年生，硕士研究生，工程师，主要从事地震波分析处理与应用方面的工作。 Ｅｍａｉｌ：ｑｊｍｉａｏ＠１６３．ｃｏｍ ６４ 中　国　地　震 ３２卷 切波分裂参数的变化（Ｃｒａｍｐｉｎｅｔａｌ，１９９７；Ｇａｏｅｔａｌ，２００４；Ｚｈａｎｇｅｔａｌ，２００９；高原等，１９９５、 １９９６；石玉涛等，２００６；吴晶等，２００７ａ、２００７ｂ）。因此，追踪研究剪切波分裂参数的时、空信息 变化，对探索地震孕育的过程和发震机理，预测即将发生地震的时间、地点和震级具有应用 前景（高原等，１９９６；Ｃｒａｍｐｉｎ，２００１；Ｃｒａｍｐｉｎｅｔａｌ，１９９９，２００３，２００８）。活动断裂带附近台站的 快剪切波偏振方向与断裂的走向密切相关，在活动断层交汇处，快剪切波偏振方向明显离散 化。另外，通过地震各向异性研究，可以了解研究区的内部