识别断层活动和失稳的热场标志——实验室的证据
详细信息
- 责任者：马瑾^c中国地震局地质研究所地震动力学国家重点实验室^d1934^e博士^f院士 ; 马少鹏^c北京理工大学 ; 刘培洵 ; 刘力强
- 刊名：地震地质
- 出版年：2008
- 卷期：30^b2
- 关键词：雁列断层 ; 构造模拟实验20^a地震前兆 ; 构造迁移 ; 温度 ; 变形30^a热场 ; 温度场 ; 应变场 ; 热场前兆模式
- 页码：363～382
- 索书号：P263.06/208-12
- 图表：^c参40插图
- 分类号：1300,1410
- 文摘期号：2008/12
摘要
利用一套双向伺服系统对含压性和张性雁列断层的标本进行变形实验，实验中应用红外热像仪和接触式测温仪同步记录岩石变形过程中热红外辐射的亮度温度场和温度场的变化；使用数字CCD相机同步采集标本表面的数字图像，并利用数字散斑方法对采集到的图像进行分析得到位移场和应变场的演化过程。实验结果表明：（1)在断层贯通前压性雁列岩桥区温度最高，而张性雁列岩桥区温度最低；数字散斑结果显示压性岩桥区平均应变最高，而张性岩桥区平均应变最低。温度场对两类雁列断层在岩桥区相反的受力状态有清晰的响应，可以为判断断层应力状态提供标志；（2)雁列断层经历了从岩桥区应力积累、破坏到断层失稳错动两个变形阶段，升温机制也由应变升温变为摩擦升温；伴随升温机制的转变，在岩桥区观测到断层失稳错动前的破坏降温、温度快速起伏以及升温脉冲等现象，是观测失稳前兆的最佳部位；（3)在雁列岩桥区裂纹端点附近观测到升温脉冲，表现为温度快升快降，随后即出现断层带的快速升温。升温脉冲现象可能与裂纹端部的应力奇异集中和破裂扩展引起的应力释放有关。裂纹端部的扩展是断层失稳错动的条件，随后断层带的升温正是断层失稳错动造成的。断层带开始升温发生在失稳前2～3 s内，岩桥区的降温发生在失稳前约20 s，升温脉冲比断层错动早l0～20 s，它们是断层失稳错动的短临标志。对断层关键部位的温度变化开展观测与研究对发现断层活动十分重要，变温机制转变阶段对提前觉察断层失稳前兆尤为重要。