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汶川地震科学钻探3号井孔附近微震震源参数确定及其意义叶庆东;丁志峰;王生文;余大新;郑晨【期刊名称】《地球物理学报》【年(卷),期】2017(060)007【摘要】Taking into account of the frequency bands of microseismographs and the timefrequency characteristics of microseismic waves,we selected 218 microearthquakes recorded by a microseismic array deployed near the third borehole of the Wenchuan earthquake Fault Scientific Drilling (WFSD-3) with arrival time differences tx-tp ＜ 1 s.We located the hypocenters of microeathquakes by joint use of Geiger and Wadati method.The result shows that all these microearthquakes are distributed in a NE-SW belt,which is roughly parallel to the strike of the Longmenshan fault.Local magnitudes based on the calibration functions of the specifications of earthquake observatories (Calibration function GF) and Li et al.(2003) (Calibration function LXZ) have good linear relationships with moment magnitudes.Besides,the relationships show that the trend ML ＜Mw holds when the magnitudes decrease,especially when the calibration function LXZ is used.Two source spectral attenuation models,the Brune model and the Boatwright model,were all used to estimate the corner frequencies of the microearthquakes.The results show that the corner frequencies are dependent on selected models:the corner frequencies based on the Brune model are larger than those based on the Boatwrightmodel.The linearity between moment magnitude and the logarithm of corner frequency and rupture radius is not good,while it is relatively good between that and the logarithm of stress drop or apparent stress.All these relationships indicate that stress drop,reduced energy,and apparent stress are not constants,which may suggest that microearthquakes and larger earthquakes have different source physical processes.Apparent stress is in proportion to stress drop and the proportional coefficient is less than0.5,which may suggest that the rupture dynamic model is consistent with the Savage-Wood model.The b value in fitting relation Mw =a + bML is related to the relationship between stress drop and seismic moment,that is Aσ ∝ Mγ0 is corresponding to b =1/(1 + γ).Therefore,we are able to roughly deduce the relationship between stress drop and seismic moment from the value of b.In this study,γ≈1,which is in agreement with b=0.53 in the fitting relation between local magnitude based on the calibration function LXZ and moment magnitude,and also suggest the calibration function LXZ is more accurate than GF from the point of view of seismic radiated energy.%基于微震监测仪器频带及波形记录的时频特征,我们筛选出汶川地震科学钻探3号井孔周围微震台阵2012年记录的218个ts-tp＜1 s的微震.通过盖戈法与和达法相结合确定微震震源的几何参数,发现这些微震分布大体呈NE-SW展布,与龙门山断裂带的走向基本一致.无论是采用《地震台站观测规范》中的量规函数(量规函数GF)还是李学政等(2003)的量规函数(量规函数LXZ),近震震级均与矩震级呈现出较好的线性关系,向震级小的一端延伸时都表现为ML＜MW,但采用李学政等的量规函数时该趋势更加明显.同时采用Brune和Boatwright震源谱衰减模型对观测震源谱的拟合表明拐角频率具有模型依赖性:基于Brune模型拟合得到的拐角频率大于基于Boatwright模型得到的拐角频率.无论基于哪一种模型,矩震级与拐角频率、破裂半径的对数线性关系均较弱,与应力降、视应力的对数则存在较好的线性关系.这些关系不支持应力降、折合能量、视应力为常数的观点,表明微震与大地震的震源物理过程存在差异.视应力与应力降成比例,比例系数小于0.5,表明破裂动力学模式符合Savage-Wood模式.近震震级与矩震级拟合关系Mw=a+bML中b的大小与应力降和地震矩的关系有关,△σ∝Mγ0,则b=1/(l+γ),因此从b的大小可以粗略地判断应力降与地震矩的关系.本文对应于y≈1的情况,与基于量规函数LXZ得到的近震震级与矩震级关系中系数b=0.53吻合,这说明仅从辐射能量的角度考虑量规函数LXZ较量规函数GF准确.【总页数】17页(P2716-2732)【作者】叶庆东;丁志峰;王生文;余大新;郑晨【作者单位】中国地震局第一监测中心,天津300180;中国地震局地球物理研究所,北京 100081;中国地震局地震观测与地球物理成像重点实验室,北京 100081;中国地震局第一监测中心,天津300180;中国地震局第一监测中心,天津300180;中国地震局地球物理研究所,北京 100081【正文语种】中文【中图分类】P315【相关文献】1.龙门山断裂带科学钻探3号井孔附近微震近震震级与矩震级的关系及意义 [J], 叶庆东;王生文;余大新;丁志峰2.汶川地震断裂带科学深钻井孔附近微震观测问题及微震数据转换 [J], 叶庆东;周晓峰;丁志峰;周乐3.大别苏鲁地区背景噪声成像与汶川地震科学钻探井孔附近微震定位 [J], 叶庆东4.汶川地震断裂带科学钻探工程2号孔350～800m井段的钻探泥浆气体组分变化[J], 刘舒波;唐力君;孙青;岑况5.汶川地震科学钻探二号孔钻探、测井、录井施工通过验收 [J],因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
第82卷 第12期2008年12月 地 质 学 报 AC TA GEOLO GICA SIN ICA Vol.82 No.12Dec . 2008注:本文为国家“汶川地震断裂带科学钻探”项目资助成果。
收稿日期:2008211210;改回日期:2008211220;责任编辑:周健。
作者简介:许志琴,女。
研究员,中国科学院院士,构造地质专业。
Email :xzq @ 。
汶川地震和科学钻探许志琴1),李海兵1),吴忠良2)1)中国地质科学院地质研究所,北京,100037; 2)中国地震局地球物理研究所,北京,100029内容提要:2008年5月12日,在我国四川省发生了震撼世界的汶川特大地震,给人民的生命财产造成了巨大的损失。
在汶川特大地震发生及其余震尚在继续的特殊时期,快速实施汶川地震断裂带的科学钻探(WFSD ),是认识地震发生的机制、继续对余震进行有效监控以及提高地震监视和预警的能力的极佳机遇。
2008年11月6日,汶川地震断裂带科学钻探工程开工典礼在四川省都江堰市虹口乡举行,标志着地震机制的研究跨上了新的台阶。
通过对科学钻孔的直接取样,多学科观测和测试,揭示地震断裂带的深部组分、结构和构造属性,重塑地震断裂带的物理和化学过程,为提高未来地震的监测、预报或预警能力提供重要信息。
关键词:汶川地震;科学钻探;地震机理 2008年5月12日14时28分,在我国四川省发生了震撼世界的汶川特大地震。
汶川地震的发震断裂位于青藏高原东缘龙门山断裂带,震级8.0,最大烈度11。
截至2008年10月10日,主震区累计发生余震33125次,其中5.0～5.9级32次,6级以上8次,余震范围长300km ,宽80km ,地震影响的范围涉及10个省(区、市)的417个县(市、区),受灾面积达50×104km 2。
汶川地震引起的次生灾害极其严重,致使救灾难度极大。
汶川特大地震是新中国成立以来破坏性最强,损失最惨重、波及范围最广而且援救最困难的一次强烈地震,造成8万多人死亡、37万多人受伤、4500多万人失去家园,导致近万亿元的财产损失。
2009年10月22日北京李之军陈礼仪张伟贾军尤建武曹其友汶川地震科钻一井断裂带断层泥钻探泥浆体系的研究与应用四川汶川5·12大地震发生后，为研究地震断裂和地震机理并扑捉余震信息，我国迅速组织实施了汶川地震断裂带科学钻探项目。
该项目一号孔（WFSD-1）在孔深585米时钻遇主断裂带，不管是从事地质岩心钻探，还是从事石油钻井的工程技术人员，在过去几乎都没有钻遇过地震断层泥的经历。
在WFSD-1钻探施工中，解决断层泥地层取心钻进问题，对钻探技术人员来说是一个全新的课题。
断裂带中断层泥的取心钻进问题成为该项目成功与否的关键。
问题的提出断层泥的形成与断裂带有着密切的关系，很多学者从不同的角度对断层泥成因的研究表明，它是由断层反复运动时断层两侧岩石破碎和摩擦滑动形成的。
也就是说，断层泥的形成过程是断层岩石角砾化碎屑物由粗变细的过程。
在环境条件不变的情况下，碎屑物的粒度将随着断层的滑移逐渐变小。
新鲜断层泥的粒度范围较宽，最细小的颗粒直径约为0.01微米。
这也告诉我们，在强烈地震条件下，断层泥的特点也不能用粘土矿物学的理论简单地解释。
断层泥的形成断层泥的主要成分样品中含有较多的未知未结晶物，结果中每种矿物的百分含量只是结晶矿物之间的相对含量。
备注3113561角闪石方解石长石石英绿泥石伊利石蒙脱石测试结果（％）样品号实验条件：理学DMAX-3C 衍射仪，CuKa, Ni 滤光从矿物学的角度来看，伊利石的原生矿物为白云母和黑云母，晶体非常细小，是一种2：1型的矿物，由于晶格中镶嵌K 离子，不易水化膨胀。
绿泥石通常富含镁铁矿物，晶层是由三层型晶片和一层水镁石晶片交替组成的，与云母及其相似，一般不易水化膨胀。
石英为原生矿物，抗风化能力强，不水化。
在地震发生过程中，断裂带两侧岩石在瞬间产生剧烈错动，对断裂带进行强烈的挤压。
从而形成异常高压地层。
当地层被钻开以后，破坏了原来的平衡状态，被钻开的那部分岩石原来所承受的地层压力现在得由孔壁周围的岩石来承担，结果在孔壁周围产生应力集中现象。
汶川地震断裂带科学钻探项目取心钻进技术王稳石;朱永宜;贾军;李前贵【摘要】Wenchuan earthquake's Fracture Scientific Drilling (WFSD) was carrying out in the serious broken formation, one of the purposes is obtaining original cores to meet the geosciencesrequirements.Technologies of isolated fluid coring drilling, polycrystalline diamond compact (PDC) with sharp teeth and low drilling weight coring drilling, bottom hole pow-er coring drilling and split barrel undamaged coring were applied in WFSD-2 and WFSD-3.The results indicated that the rate of drilling speed and roundtrip footage were improved in the serious broken formation.What's even more important was that the high-quality original cores had been obtained by these improved drilling technologies.% 汶川地震断裂带科学钻探(WFSD)项目钻孔的主要目的之一是通过有效的技术手段，在极其破碎的地层中获取满足地学要求的原状岩心。
通过在WFSD-2、WFSD-3两个钻孔采取隔液取心钻进、尖齿PDC小钻压取心钻进、孔底动力取心钻进、半合管无损出心等关键技术，高质量地达到了工程的取心要求，并有效地提高了难钻进、易堵心地层机械钻速和回次进尺。
