利用卡洪山口科学研究钻孔中应力引起的钻孔崩落估计最大水平主应力值

本文我们利用钻孔岩样的力学性质,详细观察应力引起的钻孔崩落和由水压致裂实验估计的最小水平主应力值S_(kmin),构成了卡洪山口(Cajon Pass)钻孔直至3.5km深的最大水平主应力。S_(Hmax)的垂直剖面。正如基本上与所有其它的钻孔一样,卡洪山口钻孔的水压致裂应力测量得到的,最小水平主应力S_(hmin)数据比最大水平主应力S_(Hmax)的数据多得多(并且更加可靠)。为利用观察的井壁崩落约束S_(Hmax)的值,使用了由有效应变能准则得出的脆性破裂准则。这个破裂准则也允许我们考虑钻孔周围的三向应力,并考虑孔隙流体压力以不同方式对岩石强度的影响。比较从崩落估计出的S_(Hmax)剖面和从水压致裂实验得出的S_(Hmax)的估计值表明:当孔隙压力对水压致裂破裂起始的影响可以忽略时,它们相当符合。在这个钻孔中,直至3.5km深的总体应力状态相当于倾滑兼走滑断层型应力状态。最大水平主应力剖面有几个应力值显著减小的地方,它们与主要的断层带有关,这个结果和由水压致裂得出的最小水平主应力S_(kmin)剖面一致。

圣安德烈斯断层的强度

在过去25年里,对沿加利福尼亚州的圣安德烈斯断层系的运动速率和长期地震记录的认识已显著提高了。这些认识使得对地震发生概率,尤其是30年周期概率的长期估计成为可能(Working Group on California Earthquake Probabilities,1999)。但是,我们对断裂产生的物理过程的了解仍然非常不足——关于短期预报的可行性问题。

与构造有关和应力引起的剪切波速度各向异性:加州中部卡拉韦拉斯断层附近微震的观测结果

试图利用1986年1月26日加利福尼亚特雷斯皮诺斯地震(M5.5)前后发生的微震(M≤2.6)来区分与上地壳构造相关及应力引起的剪切波速度的各向异性。特雷斯皮诺斯地震发生在昆萨贝断层上,此断层位于加利福尼亚中部,在卡拉韦拉斯断层东部约10 km 处,是一个北西-南东走向的右旋走滑断层。昆萨贝牧场台站(HQR)1984年～1992年的数字式三分量地震图可用来进行分析,该台站位于主震震中北北东方向仅7.3 km 处。我们使用互相关技术和质点运动图相结合的方法研究了偏振方向和延迟时间。为了提高数据分析的可信度,我们通过联合震源定位和互相关技术对震源重新定位,这样就降低了和震源位置有关的误差。在研究区里,我们发现两个地带有不同但却稳定的偏振方向。在昆萨贝断层系周围,30多个微震的剪切波偏振方向清楚地显示,慢剪切波方向正交于这个垂直右旋走滑断层的北西-南东走向。因此,速度各向异性看来是由该断层系本身造成的。但是和东边4 km 附近的一群微震有关的各向异性却有所不同。在这个地带,快、慢剪切波偏振方向分别和最大、最小水平应力方向相关。因此,这种地壳速度各向异性看来是由地壳中的应力状态所控制的。在一个台站对这两种偏振方向的观测表明,HQR 台站下的浅层地壳对剪切波的偏振方向没有影响。