强震发生前主动源观测走时异常机理研究

摘要

我国已在云南、新疆、甘肃等地相继建设了4个主动源（即大容量气枪可控震源）激发平台，并获取了长期连续的观测数据。通过对多次强震孕育过程的监测，研究发现震前地下介质波速存在显著异常变化，且震相走时呈现典型的“V”型特征变化。为揭示这一现象的物理机制，基于岩石裂纹波速模型，将岩石受力演化过程划分为Ⅰ、Ⅱ两个阶段，分别探讨不同阶段下岩石压缩因子、破碎化程度因子、波速、应力及裂纹的动态变化规律。利用该模型的数学公式，计算介质波速及震相走时在两阶段的实际变化趋势。计算结果表明，理论结果不仅与岩石力学理论和实验数据高度吻合，还与主动源观测到的“V”型走时变化特征一致。研究结果可为强震前兆波速异常的定量解释提供理论支撑，并能深化对震前地下介质变化机制的认识，对地震中短期预测具有重要科学意义。

关键词

岩石裂纹波速模型 / 波速变化 / 走时变化 / 气枪主动源 / 应力

基金资助

甘肃省科技重大专项（21ZD4FA011）; 国家自然科学基金（41504050,41574044）; 中央级公益性科研院所基本科研业务费专项（LISCEA202507）;中央级公益性科研院所基本业务费专项（LISCEA202401）