用钻孔应变观测研究北京地区活断层的现今活动.pdfVIP

第29卷 第4期 地 震 地 质 Vo1．29，No．4 2007年 12月 SEISM0L0GY AND GE0L0GY Dec．，2007 用钻孔应变观测研究北京地区 活断层的现今活动 邱泽华 唐 磊 ’ 阚宝祥 易志刚 焦 青 张超凡 1)中国地震局地壳应力研究所，北京 100085 2)中国科学院研究生院，北京 100049 摘 要 研究断层活动性的主要目的之一是了解地震危险性，与地震危险性最直接相关的是现今 的断层活动情况。如果对当地断层分布和性质有比较清楚的了解，那么就可以根据位错理论用钻孔 应变仪观测资料反演断层活动。用遗传算法进行这种反演可以在进行全局有哪些信誉好的足球投注网站的同时大大提高计算 效率。北京地区的活断层研究程度比较高，同时有比较密集的钻孔应变观测台站。利用2003--2005 年钻孔应变观测资料对北京地区活断层活动的初步尝试性反演表明，在此期间顺义一良乡断层北段 和南口一孙河断层东南段的活动可能起主导作用，活动程度与小震活动有关系。 关键词 钻孔应变观测 断层活动 反演 位错 遗传算法 中图分类号：P315．2 文献标识码：A 文章编号：0253—4967(2007)04—07l6—13 0 引言 所谓活断层，一般可以理解为目前还在活动的断层。对活断层的研究在很大程度上是为了 分析地震危险性，对大城市活断层探测而言尤其是这样。在这个意义上，断层第四纪的活动、全 新世的活动，都不比其现今的活动更值得重视。因为现今的断层活动与应力(应变)场关系密 切，所以众多学者都进行过这方面的研究(罗焕炎等，1980；汪素云等，1980；王仁等，1982；宋惠 珍等，1982；张东宁等，1989；Massonnet et a1．，1993；Hill et a1．，1993；陈连旺等，1999；邱泽华等， 2003，2004)。在这些研究中，有下列2种工具被广泛使用。 一 种是有限元分析方法。很多学者使用这种工具做了大量工作(例如王仁等，1982)，研究 应力场的起源、应力场的分布特征、断层的活动以及地震的发生等问题。有限元分析方法的优 点是，可以处理复杂问题，无论边界条件、断层分布、介质性质多么复杂都可以处理。然而在实 际使用中，因为往往无法给出可靠的边界条件、断层分布和介质性质，反而不得不引进很多假 设，从而降低了结论的可信度，所以这种方法的优点难以充分发挥作用。 另一种是位错分析方法。当一条断层滑动时，其周围应变场就会变化。对于涉及断层的应 变场变化问题，线弹性位错理论提供了有力的工具(Okada，1985，1992)。在一些产生了广泛影 【收稿日期】 2007—01—01收稿，2007—07—16改回。 【基金项目】 国家发展和改革委员会发改投资“城市活断层试验探测”项目资助。 4期 邱泽华等：用钻孔应变观测研究北京地区活断层的现今活动 717 响的研究中，例如在解释InSAR观测形变图像方面(例如Massonnet et a1．，1993)、在应力转移以 及地震应力触发分析方面，位错理论都是研究人员的首选工具(例如Hill et a1．，1993)。线弹性 位错理论用半无限空间均匀介质中的矩形位错平面来模拟断层，可以根据位错来求解应变场的 变化。用这种方法研究断层错动造成的应变场变化，既不用考虑边界条件(无穷远处位移为 零)，也不用考虑断层带内介质性质如何变化。 在反演问题中，已知的一般是地面应变变化，待求的是断层的情况。如果该断层的各种几 何参数已知，那么我们就可以用应变场的观测资料反演断层的滑动(位错)。当断层不只一条 时，由于问题是线弹性的，同样可以进行反演。本文提出了利用钻孔应变仪观测资料反演断层 活动的具体方法。 钻孔应变观测作为大地测量的主要手段之一，与GPS相比，有受地