陳 濤 劉耀煒 楊多興 張 磊 方 震 許麗卿

（中國地震局地殼應(yīng)力研究所，地殼動力學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100085）

國際上對地震過程中孔隙壓力作用的研究已成為認(rèn)識和理解地殼流體作用的關(guān)鍵科學(xué)問題。普遍認(rèn)為，孔隙壓力作用是地震觸發(fā)和影響震群與余震活動過程的重要因素之一。許多地震震源附近存在著低波速、高泊松比的異常區(qū)域，通常認(rèn)為該區(qū)域賦存流體，存在高孔隙壓力。斷層中的高孔隙壓力將減小有效應(yīng)力，使斷層失穩(wěn)，觸發(fā)地震。油氣開采過程中，流體孔隙壓力降低將增加附近巖石的剪應(yīng)力而誘發(fā)地震。除了參與地震觸發(fā)作用之外，多孔介質(zhì)中的孔隙壓力擴(kuò)散常用來解釋震群或余震活動的時空分布。在流體擴(kuò)散的r-t圖中，有流體孔隙壓力擴(kuò)散作用參與的震群或余震會表現(xiàn)出外包絡(luò)線特征和延遲特征。并可依據(jù)孔隙壓力擴(kuò)散方程可以求得孔隙壓擴(kuò)散系數(shù)D，孔隙壓擴(kuò)散系數(shù)D影響著震群或余震活動的展布速度。不同類型的震群或余震的孔隙壓擴(kuò)散系數(shù)范圍不同。水庫蓄水將會導(dǎo)致地殼流體孔隙壓力擴(kuò)散，并誘發(fā)地震，水庫誘發(fā)地震的孔隙壓擴(kuò)散系數(shù)范圍為0.02～0.65 m2/s。劉耀煒等基于孔隙壓力擴(kuò)散機(jī)制分析了龍灘水庫的小震精定位數(shù)據(jù)，并且基于不同孔隙壓擴(kuò)散系數(shù)進(jìn)行了分區(qū)。提出龍灘水庫發(fā)生的2次ML4.0以上地震均在孔隙壓系數(shù)較大、裂隙較發(fā)育的Ⅰ型區(qū)域，該研究結(jié)果或許對震群的強(qiáng)度分析具有重要意義。地殼流體的運(yùn)移是火山附近震群發(fā)生的主要原因之一，火山地震的時空分布與孔隙壓力擴(kuò)散有關(guān)，其孔隙壓擴(kuò)散系數(shù)范圍為0.25～1 m2/s。Ventura和Vilardo結(jié)合地質(zhì)學(xué)和地球物理學(xué)信息研究了意大利Vesuvius火山地震，分析認(rèn)為孔隙壓力擴(kuò)散控制Vesuvius火山地震的時空分布?？紫秹毫U(kuò)散機(jī)制影響余震序列的時空分布，余震序列的孔隙壓擴(kuò)散系數(shù)范圍為2～200 m2/s。Nur和Booker認(rèn)為淺源地震引起的流體孔隙壓力變化大小可能與應(yīng)力降相當(dāng)，流體孔隙壓力擴(kuò)散將影響余震分布。Shapiro等分析了1995年智利北部Antofagasta地震的余震序列，余震集中在斷裂帶中的一個3 km厚的平面中，認(rèn)為孔隙壓力擴(kuò)散機(jī)制可以用于解釋余震時空分布特征。流體擴(kuò)散系數(shù)的不同表明不同區(qū)域應(yīng)力積累的時間尺度直接影響到余震強(qiáng)度的差異。對該領(lǐng)域研究成果的綜合分析，將有助于我們進(jìn)一步理解地震觸發(fā)、震群和余震活動過程的機(jī)制，對深入分析流體在地震孕育、發(fā)生過程中的作用以及強(qiáng)余震分析具有重要意義。