小湾水库蓄水前后地球物理场动态变化特征研究

小湾水库台网蓄水前后记录到了国内外少有的库区丰富的小震活动，为研究蓄水过程对库区地震活动、介质、应力变化研究提供了最佳的场所。本申请拟在已有测深结果的基础上用双差层析成像法获取库区精细的速度结构，用波形互相关双差法以及地震波形记录中的深度震相与直达P波的走时差对震源深度的敏感性，对小震进行精确定位，获得库区精细的小震活动图像和深浅断裂的三维图像；利用剪切波偏振方向及其延迟变化信息，分析充满流体的微裂隙的分布体系和断裂的活动性质；通过震源机制解的精细测定，得到中小地震的有限震源运动参数，实际破裂面和震源应力状态等信息。通过对蓄水前后研究参量的变化特征的讨论，获得蓄水对库区断裂、应力、介质影响的系统认识，探讨水库诱发地震的物理过程。

摘要：该研究通过对比小湾水库蓄水前后部分地震学的应力和介质参数变化特征，得到了水库蓄水对库区存在显著影响的事实和证据。双差定位方法获得了8835次ML1.0以上地震的重定位结果；该结果显示小湾水库蓄水后小震成倍快速增加的区域只有3个，这3个地震区的地震属于水库诱发地震；蓄水初期大量的诱发地震震源深度显示 由浅部向深部迁移的过程；库区内由于断层的存在，诱发地震的震源深度不再是只有浅部的，10—20km的也不断出现，表明在复杂构造区的水库诱发地震特征可能不同于弱震、少震区；库区内诱发地震的b值高于库区外的地震。获得了2006年至2014年100个发生在小湾库区及附近的ML3.0—3.9级地震的震源机制解；小湾水库蓄水后的震源机制解以正断型的居多，表明大部分地震是因为水的载荷作用产生压力使得断层错动的结果；蓄水前库区内外的P轴存在340°～350°的优势分布，蓄水后库区内的P轴多了一组190°～200°的优势分布，表明库区的地震同时受库水和区域应力场的控制。S波分裂计算结果显示，蓄水后的快波偏振有优势方向，蓄水前较为；慢波延迟时间随着水位的升高而离散度加大。震源参数计算结果显示小湾地区蓄水后的地震应力降较蓄水前低2—3倍，首次获得了同一地区蓄水前的结果。多台多震和单台单震法得到的波速比动态变化结果显示，波速比的变化与传播路径有关，库区内外发生的地震，用库区台网都记录到了波速比蓄水前后的变化过程；蓄水后地震的波速比从1.64到了1.67或1.69，这种上升发生在蓄水后1年左右，这种图像在之前的研究中未见报道；.库区外发生中等地震和库区内发生3.5级以上地震前，可以看到波速比缓慢下降-逐渐回升-发震的典型特征，这一特征诱发地震和共有；从单台单震的方法可以看到波速比的低值变化幅度，近台比远台大。震源位置和速度结构联合反演小湾库区速度结构的结果显示，蓄水后的P波、S波和波速比变化主要在10km以内，说明蓄水的影响深度小于10km；P波和波速比的变化特征为上升，而S波速度则相反。