电感法地应力测值温度校正

宁波台电感法地应力观测是用CD-2型精密电感电桥测量元件电感值的。由于该台所处位置及环境条件尚好,故干扰因素相对较少。CD-2型仪器受温度影响较大,而我们的观测房恒温性能不够理想(日温差虽小于2℃,但年温差将近25℃),所以电感日均值曲线明显与室温呈负相关(图1)。     

青藏高原腹地现今地应力测量与应力状态研究

青藏高原腹地现今构造活动强烈,为了解强烈构造活动下的应力背景,我们在五道梁、风火山、雁石坪和安多不同构造部位的四个测点采用压磁应力解除法进行了现场应力实测工作,测量深度12～20m.测量结果表明, 最大主应力方向总体为北东向,与地质、地震以及大地测量等方面的研究成果基本吻合;最大主应力量值为3.6～6.8MPa（安多测点除外）,与其他地区测量结果相比,属于中等偏高;安多测点最大主应力方向为北西西向,最大主应力量值为8.1MPa,与其他测点有较大差别,反映了板块缝合带附近现今应力状态的复杂性.     

地应力测量、地壳上部应力状态与地震

原地应力测量是现今构造应力场研究的一个重要手段,可为地震成因和地震预报的研究和岩石圈动力学的研究提供重要的基础资料。本文简要介绍了地应力测量的主要方法和成果。并根据地应力测量资料讨论了地壳上部的应力状态,以及应力测量在地震研究工作中的应用。     

中国海区及其邻域的原地应力状态

本文根据钻孔崩落.应力解除和水压致裂等方法得出的137个应力数据以及部分油井压裂资料,分析了中国海区及其邻域的原地应力状态和构造应力场,并在此基础上探讨了有关力源问题.研究结果表明,中国海区的构造应力场有一定的分区特点,它是中国东部的华北和华南两大应力区向海域的延伸.其中渤海、黄海及其邻域受 NEE 向挤压应力场控制,区内的断层活动性质以走滑为主.而东海、台湾海峡及其南海则处于 NWW-NW-NNW 向挤压应力场的作用下,其最大水平主应力方向由内陆向东南沿海呈辐射状展布.主应力方向随深度增加更趋稳定一致.在华北地区及邻域断层活动以走滑为主,而华南地区及其邻域则大致以1700m 深为界,上部以逆冲为主,下部以走滑为主.另外,研究区构造应力场的力源主要来自太平洋板块、菲律宾板块和印度-澳大利亚板块的综合作用.      

长白山地区现今地应力测量结果与应力状态分析

本文通过在长白山地区不同地点进行原地测量获得了现今地应力实测值的大小和方向.为了研究长白山地区现今地应力状态,结合长白山火山监测工程的需要,我们在长白山地区进行了现场地应力测量,首次取得了该区的地应力实测数据.测量方法采用水压致裂法,测点分别布置在安图县永庆乡东清村和松江镇冰湖屯村,抚松县仙人桥镇大青川村等三个不同的构造部位,测量深度为40~95 m.测量结果表明:本区现今最大水平主应力方向在天池北部以NW-NNW向为主,而在天池西部则为近EW向为主;最大水平主应力值一般为2.31~12.39 MPa,最小水平主应力值一般为1.39~7.02 MPa.与其他地区相比较,本区属中等偏高应力区.本文对研究区现今应力状态进行了初步分析,本区现今地应力状态主要受区域构造影响,同时受天池岩浆活动和地热田的影响,具有复杂性.     

关于唐山地震前震中区地应力测值张性跳动的原因

唐山地震前,地震主断裂附近的陡河站和赵各庄站都观测到垂直于该断裂方向的地应力张性跳动,根据地震前跨该断裂的水准观测数据,认为这是地壳沿该断裂的局部凸起使地表附近沿该方向出现张性裂隙的反映。在其扩展的过程中,测量元件与张裂隙前沿的相对位置将发生变化。通过对张裂隙前沿附近应力场的分析,不仅可以说明当裂隙前沿在元件附近经过时与裂隙垂直的元件测值为什么突然上升后又下降恢复到原来的水平,而且可以说明另外两个与该元件呈60°交角的元件的同时刻测值变化不大的原因。     

用油田压裂资料估算应力值

本文比较了从油田压裂资料获得的应力值与专门的水压致裂应力测量结果。研究结果表明,前者的最小水平主应力可以和后者的精度相当,最大水平主应力的精度略低。以长庆油田岭261—2井1985年11月15日实际压裂记录结果和吉林油田东33—35井的压裂记录为例,提出了处理油田资料的方法,给出了相应的处理结果     

用云南下关测点的水压致裂结果分析地形起伏对应力测值的影响

本文以云南下关黄草坝的水压致裂应力测量结果为例,讨论了地形起伏对云南区应力测值的影响。结果表明,地形起伏对应力测值的绝对影响随深度的增加衰减缓慢,相对影响急剧减小。100米以内深度的应力测量,地形影响可能给测值带来10%以上的误差。云南区的水压致裂应力测量深达500米,是可以排除掉地形起伏的影响的。     

由钻孔应力（应变）观测中的元件测值推断测区的附加主应力比值和方向

本文讨论了在钻孔应力(应变)相对观测中,互成45°夹角元件测值间的关系,以及利用其测值推断测区附加应力状态的方法。     

基于原地应力测量数据的中国大陆地壳上部应力状态研究

在两个水平主应力随深度呈线性增加的前提下,通过数学推导,建立了侧压系数、水平最大与水平最小主应力之比(σH/σh)以及剪应力相对大小μm等应力参数随深度变化的关系式.在此基础上,依据中国大陆1780条二维水压致裂和应力解除的原地应力测量数据,对多个应力参数随深度的变化进行了回归分析.结果显示,中国大陆地壳浅部的侧压系数随深度的变化呈完整的双曲线形态,通过稳定性检验说明,即使缺少较深的原地应力实测数据,只要有一定数量的测试深度超过1500 m的数据,仍然可以得到比较可信的侧压系数回归分析结果,在整个脆性上地壳的物性参数没有本质变化的前提下,可以利用地壳浅部的侧压系数回归分析结果推断脆性上地壳的2个水平主应力的取值范围;相对于侧压系数,在中国大陆地表以下几千米深度范围内,σHH/σ和μm的变化不大,更接近线性分布,σH/σh的拟合值在1.5左右,μm的拟合值在0.2左右,并且μm的线性集中程度更好.利用μm的大小来判断活动断裂的地震危险性具有一定合理性.     

基于原地应力测量数据的中国大陆地壳上部应力状态研究

在两个水平主应力随深度呈线性增加的前提下,通过数学推导,建立了侧压系数、水平最大与水平最小主应力之比(σ_H/σ_h)以及剪应力相对大小μ_m等应力参数随深度变化的关系式.在此基础上,依据中国大陆1780条二维水压致裂和应力解除的原地应力测量数据,对多个应力参数随深度的变化进行了回归分析.结果显示,中国大陆地壳浅部的侧压系数随深度的变化呈完整的双曲线形态,通过稳定性检验说明,即使缺少较深的原地应力实测数据,只要有一定数量的测试深度超过1500 m的数据,仍然可以得到比较可信的侧压系数回归分析结果,在整个脆性上地壳的物性参数没有本质变化的前提下,可以利用地壳浅部的侧压系数回归分析结果推断脆性上地壳的2个水平主应力的取值范围;相对于侧压系数,在中国大陆地表以下几千米深度范围内,σ_HH/σ和μ_m的变化不大,更接近线性分布,σ_H/σ_h的拟合值在1.5左右,μ_m的拟合值在0.2左右,并且μ_m的线性集中程度更好.利用μ_m的大小来判断活动断裂的地震危险性具有一定合理性.     

用小震应力降估算滇西地区深部绝对应力值

本文用小震应力降估算了滇西地区5～8公里深的水平应力绝对值,并和剑川、下关地区的水压致裂结果进行了对比,发现两者是可以相比的。估算水平应力值随深度的增加而增加,线性相关的可信度较高。结果表明,由应力降估算绝对应力值是一种可行的办法,关键在于应力降结果的可靠性及震源定位精度的提高。     

西藏羊八井-康马地区现今地应力测量结果与应力状态分析

本文给出了西藏羊八井-康马地区不同地点的现今地应力实测值的大小和方向. 为了解青藏高原现今地应力状态,结合青藏铁路工程的需要,我们在羊八井-康马地区进行了现场地应力测量. 测量方法采用压磁应力解除法,测点分别布置在羊八井、拉萨、曲水和康马等四个不同的构造部位,测量深度为11～18m. 测量结果表明,本区最大水平主应力方向以NW-NNW为主,最大水平主应力值一般为3.3～10.4MPa,但在板块缝合带上的曲水测点最大水平主应力值为2.3MPa. 与其他地区相比较,本区属中高应力区. 而在曲水应力值属中等偏小,可能反映了板块缝合带现今处于应力释放状态,板块缝合带附近应力具有复杂性.     

用工作压力估算红岗油田应力值

本文用红岗油田压裂时的工作压力分析了该区的最小水平主应力。并引用以往测量值的统计结果,估算了该油田的最大水平主应力的下限。进而分析讨论了该油田发生套管变形的可能性。     

我国现今地应力状态及有关问题

本文主要利用应力解除法及水压致裂法原地应力测量资料,对我国现今地应力状态及有关问题进行了分析讨论。原地应力测量资料表明,应力值随深度增加而增加;水平主应力有着很强的方向性,最大水平主应力的方向具有一定的分布规律,与地质构造和现代地壳运动有着一定的关系。     

2011年日本东北地区近海大地震最大位移区的应力状态

2011年MW9.0的日本东北地区近海大地震在日本海沟附近产生了最大超过50m的同震滑动,这可能导致该区域进入了应力近乎完全卸载的状态。为检验上述假设,我们利用综合大洋钻探计划在震后1年左右时间得到的钻孔资料,以及对震前应力状态的推断结果,确定了陆楔前缘的原地应力状态。根据孔壁崩落法对水平应力方向与应力大小的估算结果,以及在破裂向海沟轴方向传播过程中同震位移增大的现象,可推断原地水平应力在地震过程中变小了。这种应力变化显示出板块界面的前缘发生了相对自由的滑动,该结论与地震引起了断层弱化和发生了近乎全部的应力降等观测结果是吻合的。     

2008年汶川地震前震源区的异常应力状态

我们收集了紫坪铺水库区域台网记录到的2004年8月16日至2008年5月12日汶川地震前发生在震中区及附近区域的486个小震震源机制资料,运用碎裂分析法对这些震源机制数据进行分析,获得了汶川地震前3年多时间内震源区应力水平随时间的演化过程.结果显示,强震发生前震源及附近区域约在2007年6月发生了应力突变,出现了2个应力异常高值区,其形成过程同时伴随着龙门山中央断裂的应力水平降低,最终强震发生在高应力区和低应力区之间的应力梯度带上.汶川地震前应力状态的演化过程,类似于实验研究中出现的非均匀断层失稳前的地震成核现象,符合地震成核的宏观表现.巴颜喀拉块体的南边界-鲜水河断裂的短基线测量也显示出,在同一时间段鲜水河断裂南段由左旋滑动转为异常的右旋错动,反映了汶川强震前整个巴颜喀拉块体有向东加速运动的异常过程.     

大庆及周围地区相对地应力分布状态

使用DYL型地应力测量仪，利用天然场源在地面上探测地下5km、7km、10km深部地质体所随地应力的相对大小。通过探测的地应力值相对大小和绘制等值线图的方法研究地下应力分布状态，并确定了地震危险区的位置及震级等。     

1988年澜沧—耿马地震前震源区应力状态分析

利用1973年1月1日至1988年11月5日云南区域地震台网记录的地震资料,获得了1988年澜沧—耿马地震前震源及附近区域多个地震活动性参数的空间分布图像,初步揭示了震前震源区应力状态.结果表明:澜沧—耿马地震之前,研究区地震活动性参数分布具有显著的空间不均匀性特征.澜沧7.6级地震震源区以低于0.7的异常低b值、低a值以及整个研究区最短的局部复发间隔Tl值为特征,表明震源所在断裂段在震前已处于高应力闭锁状态,具有发生大震的应力条件.     

乌鲁木齐市区断层附近原地应力测量研究

利用水压致裂原地应力测试技术,在乌鲁木齐市区碗窑沟断裂东段、雅玛里克断裂东段和西山断裂带中、东段开展了断层附近原地应力测量研究,得到了地表浅部构造应力的大小、方向和分布特征。钻孔HFZK3位于碗窑沟断裂东段的南侧,孔深62.13m;钻孔HFZK5位于雅玛里克断裂东段的南侧,孔深30.00m;钻孔HFZK9和HFZK12都位于西山断裂带的中、东段,孔深分别为34m和54.5m。根据实测的地应力资料,断层附近最大水平主压应力方向为NE—NEE向,与区域构造应力SN—NNE向主压方向有一些差异,说明受断层活动影响,断层附近的应力状态与区域应力场明显不同。利用地应力实测资料研究了断层的活动性,在测量深度域内水平和垂直应力的关系为σH>σh>σV,该应力状态有利于逆断层活动,与地质资料反映的以逆断层活动为主基本一致。利用库仑摩擦滑动准则,摩擦强度取0.6～1.0进行分析,断层附近的现今地应力状态达到或超过产生逆断层摩擦滑动的临界值,表明测区现今构造活动以逆断层为主。研究区的3条断层不具备发生走滑断层活动的可能性,其中雅玛里克断裂东段、西山断裂带中段和东段具有发生逆断层活动的可能性,相比而言,西山断裂带中段危险性更大