基于三维介质衰减结构成像研究汶川8级地震震源环境及其与流体的关系

地壳介质的衰减结构与地下岩石的类型、化学组分、孔隙度和渗透率等密切相关，对于推断介质结构及地下流体分布状态具有独特优势。本研究拟使用地方震层析成像技术，使用大量数字地震波形记录中的震相及振幅信息，分别反演汶川8级地震震前与震后震源区高分辨率三维Qp和Qs精细结构，同时结合研究区三维Vp和Vp/Vs结构进行综合分析，揭示震源区的深部介质环境及其变化，探讨震源区地下流体的分布状态、地下流体在大震成核过程中的作用、紫平铺水库与汶川8级地震的关系、8级地震后震源区流体的迁移等问题，并由此对汶川8级地震发生的动力学机理等进行讨论。

本项目利用汶川8级地震震前紫坪铺水库台网和8级地震震后流动观测台网的震相资料反演了汶川8级地震震源区0-18km深度的三维Vp和Vp/Vs结构。利用波形资料，通过改进了时间窗的选取，减小了衰减因子t*拟合的误差，最终提取了每条射线路径的t*。在三维速度模型的基础上，使用了t*数据，反演得到了汶川8级地震前后震源区周围的介质三维衰减Qp和Qs模型。分辨率分析的结果显示，8级地震前，研究区3-10km深度Qp和Qs具有较好的分辨率；而在8级地震后，研究区3-15km深度Qp和Qs具有较高的分辨率。8级地震震前和震后的三维衰减结构都显示，Qp和Qs模型具有很强的相似性。8级地震前和震后的三维Qp和Qs模型既有一致性，也有差异之处。其中8级地震震源和紫坪铺水库库区周围在8级地震前后均表现出显著的低Q值异常，而8级地震震后低Q值异常的范围更大。我们的分析认为，8级地震震后的低Q值异常范围的扩大是由于8级地震的位错破裂导致的岩石松散所致。而8级地震震前的低Q值异常可能与紫坪铺水库在蓄水过程中，库水沿龙门山断裂带向下渗透导致的岩石滑动失稳有关。但由于受到分辨率的限制，目前的证据还不充分，还需要借助更进一步的研究。