断裂带介质波速变化与构造应力关系的现场实验研究

The stress status of fault zone will slowly accumulate in the regional tectonic activity. It is very significance to study the stress status of fault zone and its changes for understanding the regional tectonic. Recently, large number of studies have shown that observe the velocity change is a "stress meter" to reflect the stress changes in the subsurface media. The high-precision continuous measurement used active source is an effective method to monitor the subsurface stress changes. In this study, we will build up the cross well high-precision monitoring system used high repeatable downhole airgun source in Xiaojiang fault zone, and carry out the following research. First, research on the environment factors to stimulate the large volume airgun in downhole, and how to improve and optimize. Second, carry out the continuous monitoring experiment with a long time in field, and obtain the seismic velocity variation. Third, analyze the impact factors of changes in baromeric pressure, tides, rainfall, groundwater levels and other environmental factors on the seismic velocity variation, and correction. Fourth, combine with the deformation measurement and seismic activity, further analyze the relationship of the fault zone velocity variation and the regional tectonic stress.

在区域构造作用下，断裂带的应力会慢慢积累。研究断裂带的应力状态及其变化对于研究区域构造具有重要的意义。近来大量的研究表明波速变化是反映地下介质应力变化的"应力计"。利用人工震源进行高精度波速连续测量是监测地下介质应力变化的一种有效方法。本研究将利用高度可重复的井下气枪震源在小江断裂带东支中段建立高精度井间波速变化监测系统，开展如下研究：1、研究激发环境对井中激发气枪的影响，及其修正；2、进行原场长时间连续监测，得到实验期间研究区域的波速变化；3、分析大气压力变化、固体潮、降雨和地下水位等环境因素对波速变化的影响，并加以校正；4、结合水准形变测量和地震活动性，分析断裂带波速变化与区域构造应力的关系。

探索地下介质应力场的状态及其变化一直是地震学长期努力研究的方向之一。大量的实验和研究表明，地下介质的波速会在地震前后发生明显的变化，这些波速变化能很好地反映了地下介质应力状态的改变。利用人工震源进行高精度波速连续测量是监测地下介质应力变化的一种有效方法。.新构造时期以来，小江断裂带构造活动强烈，已被列为地震重点监视和防御区。因此，该断裂带介质物性与应力状态的变化对于评价地震带潜在强震危险性具有重要的意义。本研究将利用具有可重复性的井下气枪震源在小江断裂带东支中段附近开展了断裂带的介质物性与应力变化的连续观测，主要取得了以下成果： .1、基于井下气枪主动源，构建了一套井下主动源探测技术系统，在内径为203mm的井眼里，单次激发的传播距离不低于900m；.2、通过现场试验研究激发环境对井中激发气枪的影响，并对井下气枪激发参数进行优化；.3、开展了野外连续监测，得到了试验期间研究区域的波速变化趋势，且多个台站观测到的变化趋势一致；.4、观测到了地震波走时变化与地下水位变化具有较好的线性关系，并针对汶川余震事件引起的同震波速变化进行了分析，认为Ms5.6级地震引起断裂带内介质的波速变化约为2.0%。