用微震台网观测研究断层活动性
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发布时间：2022-04-22 08:52
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时间：2023-11-29 00:04
微震是指震级小于3级的地震。由于微震时释放的能量很小，人们一般是感觉不到的，但用高灵敏度地震仪是能记录到的。所谓微震台网就是用若干台高灵敏度地震仪同时监测微震的台阵。它是深部物探研究中的一种方法。
古登堡与里克特的经验公式如下：
lgN=a-bM （5-3-1）
式中，N为发震次数，M为震级，a、b为常数。由公式可知，记录到的地震震级与地震发生次数成指数关系，震级每减少一级，地震发生次数就增加约10倍。所以，灵敏度越高的地震仪越能记录到震级更小的地震，所能记录到的地震次数就越多。由于在活动构造带上常常伴有频繁的微震活动，利用微震观测就有可能来研究断层的活动性和发现隐伏的活动断层。
微震观测的资料通过计算机处理，求出震中位置、震源深度、发震时间及其他一些参数，可编制出微震震中分布图（图5-3-4）。
图5-3-4 沙建地区断裂与微震震中分布图①
1—断裂；2—微震震中；3—中强地震震中；4—温泉；5—微震台站；6—震源深度剖面位置及编号
下面通过福建沙建地区的工作结果，介绍微震观测对活动断层的研究[9] 潘燕，1987。微震台网在我省地质工作中的应用，福建物化探科技情报。
沙建地区地质构造复杂，断裂发育，泉点众多，历史上曾发生过多次中、强地震。区内断裂主要有东西向、北北东向、北东向、北西向和南北向五组，其中前四组现今仍有活动。为研究区内断裂的活动性，1982年在该区布设了微震台网。主要工作成果如下。
1.微震活动特征
微震活动特征是指微震震中分布、震源深度、微震活动的时间特征。经微震台网观测得知：①微震震中主要分布在上坪断裂的上坪段附近，活动范围约60km2，震级最大为2.6级，多数为1级左右（图5-3-4）；②微震震源深度分布较为集中，一般为7～14km（图5-3-5）；③把厦门港海水潮位（图5-3-6（a）和沙建点固体潮的理论计算值（图5-3-6（b）与微震活动时间系列（图5-3-6（c）作对比，可知沙建一带微震活动与日、月引潮力存在着相关关系。微震活动多发生在固体潮月变化的*之后，即在引潮力下降的时候微震活动有密集、增多的现象。这反映了由引潮力所产生的附加应力是沙建一带微震活动的一个外触发因素。
图5-3-5 上坪—沙建一带微震震源深度剖面
图5-3-6 漳州—沙建一带微震活动与固体潮、海潮相关图
（据周立功等，1985）
（a）厦门港海水潮位；（b）沙建点固体潮理论计算值；（c）微震活动系列
图5-3-7是1972～1982年沙建地区微震活动的时间序列。从图中可见，在十年间微震活动持续时间长，序列极不规则，时起时伏，呈现一种持续的微震活动和间歇微震群系列的特征。
2.利用微震判别断裂的活动性
微震的发生是地下岩石受力产生破碎的结果。就某一次微震而言，它的发生可能是一种随机现象，若多次微震沿某一条断裂或其附近发生，则表明微震与断裂的活动有着直接的关联。所以通过对微震的研究，则可判别断裂的现今活动性与活动方式。
由图5-3-4可知，沙建地区的现代微震活动在空间分布上多集中在上坪断裂的两侧。在图5-3-5的B—B′剖面中，震源分布范围较宽，达10km，在C—C′剖面中，震源分布范围较窄，多数集中在宽7km的条带中，震源深度的分布反映了上坪断裂向南东倾斜，倾角在70°左右，切入深度达14km。沙建以北的1968年的12级地震位于上坪断裂与东西向断裂的交接部位附近，烈度等震线长轴呈北北东向，与上坪断裂方向一致。沙建以东的1977年的4级地震位于坂里断裂附近，烈度等震线长轴呈北东向，与坂里断裂方向一致。这两次地震的发生是上坪断裂、坂里断裂现今活动的表现。
微震震源机制解释结果表明（图5-3-8），区内现今构造应力场主应力方向以南东—北西向为主，在其作用下，上坪断裂呈压性反扭，上坪断裂西侧的微震为走滑型，东侧的微震为走滑型和正断倾滑型。正断倾滑型或走滑型的出现，说明在多组活动断裂交会的上坪地区，其深部岩石的不完整性。
图5-3-7 1972～1982年沙建地区微震活动系列
（据周立功等，1985）
图5-3-8 沙建地区微震震源机制解（上半球投影）
（据周立功等，1985）
1—断裂；2—微震震中位置；3—中强地震震中；4—微震台站；5—构造应力场主应力方向；6—单个微震震源机制解（白区为负号区、黑区为正号区）；7—单台综合断层面解；8—正断倾滑
上坪断裂附近的微震活动值b较高，为0.81,2/3的微震震源机制解p轴倾角较大（40°～70°），显示有垂直力作用。上述特征反映上坪断裂是一种低应力作用下的正断—走滑活动方式，断裂东侧被多条北西向断裂分割，因此微震活动相对较多。
利用微震研究断裂的现今活动性与活动方式，是一种行之有效的地球物理方法，该法具有简便、观测周期短、费用少等特点。微震观测所提供的资料及所计算出的其他参数，如能量释放、地震波速、地震波频谱、介质品质因子Q 值、应力情况、地微动特征与地震动特征等，可为研究工作区的隐伏活动断裂、深部地质提供定性和半定量的分析资料，这些资料对大型工程基础稳定性的综合评价、地震地质研究、地震预报等许多实际应用问题的研究都是十分有用的。
