断层含水层在非等温条件下的构造性渗流——一种震前热前兆异常产生的机理

• 作者: Valiya M.Hamza 陈大庆
• 来源期刊: 国际地震动态
• 学科: 地球科学
• 关键词: 构造渗流 热前兆 解析模型 地震预报
• 年，卷（期）: 2006,（7）
• 所属期刊栏目: 译文
• 页码范围: 51-60
• 页数: 10页
• 分类号: P3
• 字数: 8933字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.0253-4975.2006.07.009

摘要

本文用一个简单的解析模式来计算,在被断层带切断的含水层,由于形变产生的渗流引起的热量瞬时流动.在这个模式中,含水层流体的补给被假定只是通过弱隔水层垂向渗流.在这种条件下,能量平衡方程要计算由于含水层体积变化和形变产生的水力压头变化引起的流体水平向和垂直向流动的单位热量传递.数值模拟的结果表明在应力增加期,当渗流的地下水与含水层的地下水混合的时候,地温就表现为瞬时的升高.相应地,当这一渗流过程停止的时候,地温迅速回到平衡状态.利用此解析模型,可以重建观测记录中的地温前兆异常特征.按照模型的结果,地温升高达到稳定状态的时间和流体的补给率相关.热异常的幅度与弱隔水层的温度梯度有关,弱隔水层与含水层之间的渗透率也起到很重要的作用.模型的结果表明热前兆异常只是在离断层近的区域表现明显,由于在这个区域构造渗流的过程对含水层的水力压头有直接的影响.如果断层面对形变敏感,应力模式的改变会使得构造渗流率发生永久的改变,从而很容易使区域的温度场产生剧烈的、不可恢复的改变.在某些构造活跃区域的井孔地温记录中,一些短临异常变化的特征和按照"构造渗流"模型的预测结果非常相似.在土库曼斯坦的Firjusa、乔治亚州的Didiweli和日本的Izu peninsnla都有这种震前热前兆模型的例子.研究表明,与小规模构造形变相关的热前兆异常并不是罕见的.热前兆异常的监测要有合适的井孔和高精度的监测仪器,其观测时间至少要与区域地震复发周期相当.