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    微地震:震源機制研究的方法原理

    * 來源: * 作者: admin * 發表時間: 2017-12-06 0:43:21 * 瀏覽: 45

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    微震震源機制指的是震源區在破裂時發生的力學過程和特征。對于微震震源機制的研究,一般是建立在有效微震事件的識別及其精確定位基礎上,其研究的基本輸入參數主要包括拾震器位置、介質參數模型和實際的微地震記錄等。

     

    1 微震震源機制研究的方法原理

    微震震源機制的研究是一種反演研究,其原理是通過觀測到的微震波形數據來確定震源參數。在反演過程中通過算法使得模擬數據和觀測數據在特定方面(初動極性、振幅或波形等)的誤差最小,從而求得精確的震源機制解。

     

    在求解震源機制解時,需要依據地震學相關原理建立微震信號的正演理論。其基本原理如下:

    F(s)=s*G*I

    其中,s為時間域的震源項;G為介質響應項(格林函數);I為拾震器響應項。模擬數據F(s)表述三者的卷積(AkiRichards, 2002)。


    微震震源機制研究的方法流程圖示

     

    2 微震震源機制的表征

    目前廣泛使用的微震點源模型有兩種,分別是剪切位錯(或雙力偶, doublecouple, DC)模型和矩張量(momenttensor, MT)模型。

     

    剪切位錯震源模型基于地震的斷層成因學說(Reid, 1910)和彈性位錯理論(Steketee, 1958),從運動學角度描述斷層的剪切錯動。該模型通過斷層平面的三個角度(走向φ、傾角δ、滑動角λ)及標量地震矩M04個參數描述,用來解釋震源斷層的地理幾何特征及其移動方向,而標量地震矩則表征地震釋放能量的強弱。

    剪切位錯震源模型圖示

     

    矩張量震源模型從動力學角度來描述震源內的體力分布,通過施加于震源的等效體力來解釋震源破裂。BurridgeKnopoff(1964)、Gilbert(1971)引入了地震矩張量概念,用矩張量表示震源。

     

    “剪切+張裂”一般位錯(general dislocation, GD)模型,同剪切模型相比,一般位錯模型額外考慮了垂直于斷層面的張裂錯動;同矩張量模型相比,一般位錯模型將震源限定為由斷層移動產生,能直觀求出震區各方向的破裂尺度信息。


    “剪切+張裂”一般位錯震源模型示意圖

     

    目前對于微震震源機制研究在逐步深入,但在微震記錄的正演模擬過程中,有限差分等數值類方法還沒有廣泛地應用于震源機制研究中;在震源機制的反演過程中,多種監測方式(-地聯合監測)、新型監測儀器(分布式光纖傳感器)等的應用值得嘗試。

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