岩石蠕变实验在地球介质黏弹性参数计算中的应用
摘要
以岩石蠕变实验为基础,利用同一地震的余震序列和震后形变的资料来估算震源附近的地壳黏度.首先进行了3类岩石9块样品在恒定压力下的蠕变实验,直接得到了岩石的蠕变曲线.反演结果认为用标准线性体模型来表示地球介质的黏弹性较好,它在短时间内,表现出明显的弹性性质;而在较长时间内,表现出明显的的流变特性.然后计算和分析了标准线性体模型的元件模量μ2与整体模量以及μ2与真实地球介质模量μ的数值关系.在得出μ2=25μ的基础上,处理了青海共和地震后的余震序列,得到累计应变释放与时间的关系曲线,结合实验结果来估算该区的地壳介质黏度.对同一地震之后测量得到的垂直形变资料,也结合实验结果分别用开尔文模型反演、形变差值和黏弹位错理论等三种方法进行了计算,也得出了弛豫时间和地球介质的黏度,不同的资料和计算方法一致得出青海共和地区在震源深度32km附近的地壳介质黏度为1019Pa·s,与国内外有关文献研究结果为同一量级.
引文
1Beaumont C,Jamieson R A.Himalayan tectonics explained by extrusion of a low-viscosity crustal channel coupled to focused surface denudation.Nature,2001,414:738~742
2Deng J H,Gurnis M.Viscoelastic flow in the lower crust after the1992Landers,California earthquake.Science,1998,282(5394):1689~1692
3Scheidegger A E.地球动力学原理.王仁、黄杰藩等译校,北京:地震出版社,1986.98~104
4王庆良,巩守文,张希,等.地球介质有效弛豫时间和黏滞系数.地震学报,1997,19(5):480~486
5Thatcher W,Matsuda T,Kato T,et al.Lithosphere loading by the1896Riku-u earthquake,northern Japan:implications for plate flexure and asthenosphere rheology.J Geophys Res,1980,85:6429~6435
6Cohen S C.Postseismic deformation due to subcrustal viscoelastic relaxation following dip-slip earthquakes.J Geophys Res,1984,89:4538~4544
7Reilinger R.Evidence for postseismic viscoelastic relaxation fol-lowing the1959M=7.5Hebgen Lake,Montana Earthquake.J Geophys Res,1986,91:9488~9494
8尹祥础.固体力学.北京:地震出版社,1985.337~354
9沈振中,徐志英.三峡大坝地基花岗岩蠕变试验研究.河海大学学报,1997,25(2):1~7
10张雅玲,马文静,徐兰芬,等.共和地震序列的特征.高原地震,1995,7(3):58~64
11许力生,陈运泰.用数字化宽频带波形资料反演共和地震的震源参数.地震学报,1997,19(2):113~128
12姜枚,李海鸥.青藏高原地壳结构与低速层的探讨.见:陈云泰,滕吉文,阚荣举等主编.中国大陆地震与地球内部物理学研究进展.北京:地震出版社,2004.88~93
2Deng J H,Gurnis M.Viscoelastic flow in the lower crust after the1992Landers,California earthquake.Science,1998,282(5394):1689~1692
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