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断层摩擦滑动会发生强震吗?

已有 3085 次阅读 2013-6-8 12:19 |个人分类:科普|系统分类:科普集锦|关键词:断层摩擦滑动,锁固段破裂,强震| 强震, 断层摩擦滑动, 锁固段破裂

有网友留言说“现在的地震学研究都是从摩擦滑动来研究孕震过程的”。那么,单纯的摩擦滑动能发生地震嘛?或者说能发生强震吗?

为聚焦于问题的实质,我们设计一个简单的剪切模型来模拟走滑断层的摩擦滑动过程。在模型中,剪切块体视为刚体(模拟断层两盘),下部块体固定,块体间充填软弱物质(1),如黏土。对模型施加法向力N,推动力P



1 块体间仅有软弱物质的剪切滑动模型

 在推力作用下,上部块体相对下部块体运动,即发生摩擦滑动,摩擦滑动能发生地震吗?显然不能,只能表现为无震滑动。

实际断层两盘间若为软弱物质,其物质大多是不均匀的,伴随着颗粒、夹杂块体的压碎和破裂,也会发生地震,但一般为中小地震,是不会发生强震的。

但若块体间不都是软弱物质,当有高强岩石(锁固段)阻挡其滑动时(图2,情况就完全不同了。随着加载的进行,锁固段是承受应力集中的载体,它不断积累能量。伴随着应力增长,锁固段不断发生破裂,每次破裂都会产生不同量级的地震,当锁固段被剪断时,宏观破坏发生,积累的能量骤然释放,断层像“在绸布店撕布”一样急剧滑动,主震发生。

 

2 块体间即有软弱物质又有锁固段的剪切滑动模型

总结:断层摩擦滑动发生强震是有条件的,没有高强锁固段存在的断层不会发生强震。锁固段的强度越高,体积越大,强震的震级越大。每个地震区孕震断层锁固段的几何与力学性质,决定了其未来的发震能力,如有些地震区只能发生6级强震,而有些地震区能发生8级巨震。

所以说,断层中锁固段的累进性破裂是导致强震的元凶。研究强震孕育机制,就是要研究锁固段的破裂过程,从破裂过程中寻找特征性前兆。除此,别无它途。

遗憾的是,有些地震学家对这样简单的事儿都搞不明白,在地震预测科学的研究上,几乎交了白卷。百姓们还指望这些人解决强震预测预报难题,有可能吗?

地震学研究上常用的弹簧-滑块模型【1】,是一个运动学模型,该模型不能模拟岩石的破裂过程。用该模型研究强震孕育过程,不会发现岩石破裂前兆,只会在错误的道路上越走越远。

搞明白了上述分析,还有人怀疑俺写的博文《岩石破裂过程与地震类型》【2】认识不正确吗?至于正不正确,必须要得到数据的验证。不能得到充分验证的任何认识、观点等,不管是谁提出来的,只能是假说。至于假说嘛,只要有闲工夫,每人一天都可以提出100个。

孕震断层中的锁固段都有哪些呢?包括:

凹凸体:Asperity

未破裂区段:Unbroken section

闭锁段:Locked patch

障碍体:Barrier

岩桥:Rock bridge

 

参考

1弹簧-滑块模型能模拟强震孕育过程吗?

http://blog.sciencenet.cn/blog-575926-459396.html

2】岩石破裂过程与地震类型

http://blog.sciencenet.cn/blog-575926-695254.html

 

 

 



http://blog.sciencenet.cn/blog-575926-697671.html

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3 张志镇 徐晓 孙强

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