馬 瑾
(中國地震局地質(zhì)研究所,地震動力學(xué)國家重點實驗室,北京 100029)
地震活動主體地區(qū)指在一定時期內(nèi),中國大陸及鄰區(qū)強(qiáng)震活動相對集中發(fā)生的地區(qū),時間尺度為幾年,十幾年或更長。一些作者的研究揭示了地震的成從性和成組性,不同歷史時期地震主體活動地區(qū)不同。研究表明地震的成組性與大陸地殼的成塊性的關(guān)聯(lián)。地震活動的成從性和地震分布的成塊性進(jìn)一步被 1996至2010年間巴顏喀拉地塊周邊的強(qiáng)震活動所證實。2011年日本Tohoku-Oki 9.1級地震的發(fā)生改變了中國周邊的應(yīng)力場格局。從不完整的歷史事實中尋找啟示,從衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)中提取現(xiàn)今構(gòu)造活動信息,分析多種物理場演化過程,研究地球動力學(xué)環(huán)境。抓住當(dāng)今構(gòu)造變形場動向,尋找未來地震的主體活動地區(qū)。
在眾多中長期預(yù)測基礎(chǔ)上,加卸載響應(yīng)比方法通過識別損傷進(jìn)一步為中期預(yù)測提供了可能的發(fā)震地區(qū)。鑒于損傷距離失穩(wěn)時間間隔較長,識別亞失穩(wěn)應(yīng)力狀態(tài),研究其演化過程的力學(xué)機(jī)理及其相關(guān)物理場的演化特性,對分析地震潛在危險性以及危險時段可能提供進(jìn)一步的信息。實驗研究表明斷層的失穩(wěn)錯動是由斷層各個部位獨立活動向協(xié)同化活動的轉(zhuǎn)化過程,失穩(wěn)代表協(xié)同作用的完成。從應(yīng)力-時間過程曲線上可將斷層由穩(wěn)態(tài)加載階段到失穩(wěn)階段劃分為線性穩(wěn)態(tài)、偏離線性穩(wěn)態(tài)、亞失穩(wěn)狀態(tài)、失穩(wěn)滑動狀態(tài)、調(diào)整狀態(tài)5個階段。其中,線性穩(wěn)態(tài)是位移強(qiáng)化(及應(yīng)力累積)階段;偏離線性階段則為預(yù)示著局部應(yīng)力釋放的開始(總體應(yīng)力仍表現(xiàn)為累積階段);亞失穩(wěn)狀態(tài)則描述的是由應(yīng)力積累向應(yīng)力釋放的過渡階段,這一個過渡階段可進(jìn)一步劃分為應(yīng)力緩慢釋放的亞失穩(wěn)I階段(此時應(yīng)力釋放尚不占優(yōu)勢)和應(yīng)力快速釋放的亞失穩(wěn)II階段,在此階段處于亞失穩(wěn)階段應(yīng)力釋放逐步占據(jù)優(yōu)勢,斷層整體的協(xié)同作用趨于完成。由應(yīng)變積累型前兆向釋放型前兆的轉(zhuǎn)變也是區(qū)域整體應(yīng)力加速釋放的標(biāo)志。來自室內(nèi)多物理場(溫度場、位移場、應(yīng)變場等)聯(lián)合觀測結(jié)果表明,斷層失穩(wěn)前存在亞失穩(wěn)階段和協(xié)同化過程,而亞失穩(wěn)階段的時間尺度則與加載速率、斷層幾何結(jié)構(gòu)以及斷層本身的物理力學(xué)性質(zhì)等因素有關(guān)。亞失穩(wěn)的深入研究有助于揭示地震孕育與發(fā)生內(nèi)在機(jī)理及其相關(guān)物理場的演化特征。?