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龙滩水库诱发地震的特征和机理研究

陈翰林  
【摘要】: 水库诱发地震的特征与机理的研究是开展水库地震危险性评估的重要基础。龙滩水库蓄水前数字地震台网已正式投入运行,蓄水后在库区发生了大量的中小地震,因此本论文选择龙滩水库作为研究的场所。本研究首先采用DD+WCC定位方法对库区数字地震台网记录的库区2006年10月至2007年底的地震重新精定位,并求解了部分地震的震源机制,反演了库区应力场,在此基础上研究了龙滩水库地震的时空分布特征,并结合水库蓄水过程、库水深度分布、库区地质构造、库底地层岩性等对龙滩水库诱发地震的可能机理作了研究,取得了一些有意义的认识。 与DD定位法结果,尤其广西地震台网观测报告地震目录比较,DD+WCC定位的精度显著提高。在此基础上,对库区地震活动作了分析,指出龙滩水库库区地震活动具有以下特征:水库蓄水前库区地震活动水平很低,很少有地震发生。两次蓄水后,库区地震活动水平都显著增强,呈现为快速响应型。 库区地震震源较浅,多集中在7-11km的深度范围里。 库区地震多发生于库区几条河流岸边附近,但分布不均匀,主要丛集在5个(A,B,C,D,E)有限的小区域里,虽然每个丛集区及邻近都存在若干断裂带,但地震活动并不为断裂带所控制。 各丛集区水库蓄水后地震活动都明显增强,但活动水平及蓄水过程响应的快慢彼此有别,以库水最深的坝区附近的B丛响应最快,活动水平最高。 根据P波与SH波振幅比及P波初动极性求得库区73次地震的震源机制解,并依其反演了库区应力场,结果表明库区应力场主压应力σ1近于水平,取向在NWW-SEE与NE-SW之间。在库区应力场和库水作用下,库区地震断错类型虽然较复杂,逆断、正断、走滑兼而有之,但多数为逆断层地震。这与库区尺度相对较大的断裂带多逆断层相吻合。 根据库区地震多数为逆断层地震,以及各丛地震活动水平和对蓄水过程响应的快慢,尤其库底地下地层透水性较好,库水最深的B丛地震活动水平最高,对蓄水响应最快,而库底地下地层中存在透水性能较弱的A丛虽然地震活动水平也较高,但响应迟后等特征,认为水库蓄水所产生的断层面上剪应力的增大不是龙滩水库诱发地震的主要原因。蓄水后库区地震的显著增强主要是由于在库水荷载和渗透的作用下,介质里孔隙压增大和断层面润滑弱化使摩擦强度降低所导致的。


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