工业注水可引起断层所受应力的扰动, 进而对区域内的地震活动性造成影响。通过实验研究正应力扰动对断层滑动行为的影响有助于理解诱发、触发地震活动机制。文中使用双剪样品结构开展了不同正应力扰动振幅条件下天然断层泥和盐岩断层泥的摩擦实验, 并对断层附近应变场和声发射进行观测。随着正应力扰动振幅增加, 2种断层泥的黏滑应力降增大, 天然断层泥的黏滑时间间隔逐渐增大并趋于离散, 成核位置增多且该阶段无声发射事件。然而盐岩断层泥的黏滑时间间隔几乎不变且始终保持同一位置成核, 其成核时间和和范围随扰动振幅的增加而增大, 声发射事件位置与成核区基本吻合。断面非均匀性和断层泥模量的差异可解释2种断层泥带附近应变场演化的差异。文中研究可为构建考虑应变非均质性和不同断层泥成分的地震成核模型提供实验观测依据。

文中基于滇西北地区临时加密台站和区域固定台站地震观测资料, 利用波形相关方法对2018年2月25日—2019年7月31日记录的连续波形进行高分辨率地震检测和高精度地震定位, 据此分析红河断裂带北段维西-乔后断层的地震活动性特征。研究表明, 目前维西-乔后断层除了一些特殊的断层部位(交会区、 阶区等)外, 地震活动微弱, 但在其西侧可能存在一条隐伏的陡倾角右旋走滑断层, 沿该断层小地震活动活跃。地震频度、 能量释放率、 b值等统计参数及其随时间的变化表明, 维西-乔后断层及其附近地区的地震活动相对稳定, 区域应力增强不明显; 空间上大部分区域的b值较高, 低b值区主要分布在一些特殊的断层部位(如断层交会区、 阶区等), 但尺度一般较小。ETAS模型统计结果表明, 40%以上的地震活动受外部因素触发, 包括深层流体扰动和远程强地震触发等。由此我们认为, 维西-乔后断层主断层目前的地震活动性较弱, 但其西侧的隐伏分支断层小地震活动丛集且有增强趋势, 需要综合分析主断层及其西侧隐伏分支断层的活动性, 以评估其地震危险性。

基于区域固定地震台站和6套流动加密台站的观测资料，对重庆荣昌地区2008年10月—2011年7月期间的地震活动性进行了分析。在双差定位的基础上，采用匹配定位方法（M&L）对微小地震进行检测与定位；采用CAP（Cut and Paste）方法，反演获得了M_L≥3.5地震的震源机制解。在此基础上，分析地震活动的时空分布特征、震源特征及其与地质构造的关系，并讨论了2010年9月10日M_L5.1地震前后的小震活动特征。通过匹配定位方法共检测到3 354次微地震事件，约为中国地震台网中心地震目录的5倍，震级集中于M_L-1.0～1.0之间，震源深度大部分处于2～4km范围内；震级-频次统计分析表明，地震目录更加完整，震级下限从M_L1.0降低到M_L0.3。地震活动主要集中在几条隐伏断层附近，并具有从注水井向外扩展的特征；9次M_L≥3.5地震震源机制解均为逆断层型，与该区区域应力场协调，并与已有断层性质一致，表明地震活动与注水活动导致已有断层的再活动有关。而发震断层方向、倾角及滑动角散布范围较大表明流体孔隙压力增加对局部应力场有较大影响，使不同产状的断层活化。M_L5.1地震发生之前，地震活动首先表现为时间上丛集，空间上分布于大部分发震断层段上，随后出现了约3月的平静期，这与基于实验结果提出的"蠕滑-均匀化"机制一致，可能是断层亚失稳的一种表现形式，但这种解释需要进一步的工作论证。

地震断层滑移过程中的摩擦升温能够指示断层的动态摩擦性质，为我们认识地震的动力学过程及能量分配提供一种途径；断层带摩擦生热的残留标志也能作为识别地震活动的依据。镜质体反射率是煤和石油天然气领域广泛使用的地质温度计，在断层岩和断层力学研究中也具有潜在的应用价值。文中对采自汶川地震断裂带的多种断层岩样品开展了镜质体反射率研究，揭示了断层活动对断层岩镜质体反射率的影响；从断层角砾带向断层核部，镜质体反射率呈现出增大的趋势，指示着地震过程中断层的摩擦生热过程。八角庙露头样品的镜质体反射率明显高于深溪沟露头，可能暗示着2个露头上断层活动性质的差异。研究还表明，对断层剖面的镜质体反射率开展系统性研究有助于识别以往地震的滑动带以及限定滑动带的宽度。对深溪沟露头上断层滑动面样品开展的测试表明，2条宽度约2mm的局部黑色滑动带内存在镜质体反射率的异常高值；数值计算表明汶川地震过程中该露头附近断层滑动面上的宏观摩擦升温可能<162℃，同震阶段的动态摩擦系数较低，这些估计与高速摩擦实验的结果总体上是一致的。

文中简述了地震动力学国家重点实验室近年来在岩石高速摩擦实验方面的进展。为了深化断层与地震力学研究，实验室建设了一套旋转剪切低速-高速摩擦实验装置，可开展滑动速率介于板块运动速率（cm/a量级）至地震滑动速率（m/s量级）的岩石摩擦实验，其中高速摩擦性能填补了实验室的技术空白。以此为依托，围绕汶川地震断层带力学性质研究，开展了一系列高速摩擦实验。结果表明，龙门山断裂带断层泥的高速摩擦性质具有一致性，其高速滑动下显著的滑动弱化必定在汶川地震中极大地促进了破裂的扩展；断层弱化的主导机制是与摩擦生热相关的过程，包括凹凸体急速加热弱化和热压作用；断层泥在经历高速滑动弱化之后摩擦系数可在5～10s内恢复0.4，断层强度的快速恢复是同震主破裂带余震减少的原因之一。基于对实验装置现状和现有成果的分析，展望了近期实验室岩石高速摩擦的发展方向。

以四川盆地为例，通过分析沉积岩储藏系统中断层的发育特征和典型沉积岩断层形成前后岩石变形破坏过程的实验研究，探讨沉积岩层中小断层在油气田注水诱发地震中的作用及较大地震发生条件。首先，通过分析已有的有关四川盆地深部注水诱发地震活动情况的资料得到具有一定普遍性的认识：诱发地震的空间分布明显受已有断层或破裂的控制，有感地震尤其是可导致一定灾害的中强地震往往都是已有断层的重新活动所致。其次，结合石油地质资料及盆地边缘地区出露的一些未成熟小型断层的地质与构造特征观察分析，发现这些断层的存在具有普遍性而且是地下油气纵向运移的主要通道。进而，在实验室条件下对四川盆地几个典型沉积岩样本进行了三轴压缩破坏实验。采用多通道宽动态高速声发射观测技术与三维X射线CT成像技术分析断层形成过程及形成后的几何特征和摩擦系数的变化。最后，通过融合各方面研究结果分析注水诱发地震的发生机制和模型，探讨了较大地震发生条件，为提升注水诱发地震评估能力和建立安全注水操作管理指南提供理论基础。该结果有助于理解为何四川盆地油气田注水诱发地震活动如此剧烈。主要的前三叠系沉积岩（包括白云岩、页岩及白云质灰岩）均具有较高的破坏强度和脆性变形破坏特征，使四川盆地油气储藏系统有条件保持较高的应力水平和在一定条件下导致地震性断层破坏。一般，一条尺度达到几km的断层便足以产生M5级别的中强地震。这些条件使得该区具有发生破坏性注水诱发地震的可能。有必要在对注水孔周围的破裂及断层构造的空间分布、尺度大小及力学性质特征有基本了解的条件下，通过注水数值模拟和监测注水诱发地震的时空演化，建立适当的统计模型实现诱发地震的统计评估和预测，指导注水操作而达到减少灾害性地震发生的风险。

采用多层粘弹性模型计算了2008年5月12日汶川M_W7.9地震对周围地区尤其是龙门山断裂带南段的影响,结合地震活动性分析,探讨了2013年4月20日芦山M_W6.6地震的发生机制,并对沿龙门山断裂带芦山地震与汶川地震之间的地震空段进行了分析.计算结果表明,由于下部地壳及上地幔的粘弹性效应,芦山地震震源处对应的汶川地震同震库仑应力变化(ΔCFS)为-0.1bar以下量级,其后随时间逐渐增加,在芦山地震前增加到了0.4bar(有效摩擦系数为0.4)或0.6bar(有效摩擦系数为0.2)以上.这表明,芦山地震的发生与汶川地震的非弹性触发密切相关.芦山地震与汶川地震之间的地震破裂空段存在1970年大邑M6.2地震的库仑应力阴影区(下降区),汶川地震及芦山地震未能使阴影区发生根本变化,因此,如没有其他不可知因素,该空段短期内整体发生破裂,引发大地震的可能性不大.

根据重庆市地震台网和流动地震台网记录到的天然地震资料,利用接收函数反演得到荣昌地区的精细一维速度结构。在此基础上用双差定位法对2010年9月10日重庆荣昌M_L5.1地震序列进行了精定位。结果表明,地震定位精度得到极大提高,震中分布与区域地质构造的关系更加清晰。多数地震集中在主要断层附近并呈条带状分布,震源深度集中在2km附近,与主要储藏层及注水井深度吻合,初步认为该地震序列为注水活动所诱发的构造地震活动。文中获得的精准的速度结构及地震空间分布对于进一步深入研究震区深部地质构造特征、注水诱发地震的机理等具有重要意义。

为更好地理解层状硅酸盐对断层强度、滑动速度依赖性及地震活动特征的影响,利用双轴摩擦实验对含白云母岩盐断层带在干燥及含水条件下摩擦的速度依赖性进行了实验研究,并观测了摩擦滑动过程中的声发射,分析了断层带的微观结构。实验结果表明,干燥条件下含白云母岩盐断层带在0.1～100μm/s的速度范围内表现为黏滑和速度弱化,增大σ₂会使断层带从速度弱化向速度强化转化,速度依赖性转换出现在0.1μm/s,其中断层滑动表现为稳滑或应力释放时间较长的黏滑事件;含水条件下含白云母岩盐断层带在0.05～0.01μm/s的速度范围内表现为速度强化,0.1～10μm/s的速度范围内表现为速度弱化,50～100μm/s的速度范围内又转换为速度强化行为。含白云母岩盐断层带在干燥条件下一次黏滑伴随一个或一丛声发射事件,而在含水条件下与稳滑相对应,滑动过程中并未记录到声发射事件。显微结构观察表明,速度弱化域的主要变形机制是岩盐颗粒的脆性破裂和局部化的滑动;干燥条件下,速度强化域的主要变形机制是岩盐颗粒的均匀破裂;含水条件下2个速度强化域对应不同的微观机制,高速域的速度强化受控于岩盐颗粒在白云母相互连结形成的网状结构上的滑动及其均匀碎裂作用,而低速域的速度强化还受岩盐的压溶作用控制。通过与岩盐断层带摩擦实验结果对比可知,白云母的存在对干燥岩盐断层带摩擦滑动方式和速度依赖性没有显著影响,而在含水条件下白云母的存在使得岩盐断层带滑动趋于稳定。实验结果为分析含层状硅酸盐断层的强度和稳定性提供了依据。此外,在速度依赖性转换域上观察到的应力缓慢释放的现象进一步证实了在岩盐断层带摩擦滑动过程中观察到的现象,这对慢地震机制研究具有参考意义。

我们收集了紫坪铺水库区域台网记录到的2004年8月16日至2008年5月12日汶川地震前发生在震中区及附近区域的486个小震震源机制资料,运用碎裂分析法对这些震源机制数据进行分析,获得了汶川地震前3年多时间内震源区应力水平随时间的演化过程。结果显示,强震发生前震源及附近区域约在2007年6月发生了应力突变,出现了2个应力异常高值区,其形成过程同时伴随着龙门山中央断裂的应力水平降低,最终强震发生在高应力区和低应力区之间的应力梯度带上。汶川地震前应力状态的演化过程,类似于实验研究中出现的非均匀断层失稳前的地震成核现象,符合地震成核的宏观表现。巴颜喀拉块体的南边界-鲜水河断裂的短基线测量也显示出,在同一时间段鲜水河断裂南段由左旋滑动转为异常的右旋错动,反映了汶川强震前整个巴颜喀拉块体有向东加速运动的异常过程。

荣昌地区地震活动性原本很弱,历史上无5级以上地震的记载。但自20世纪80年代末期开始,随着工业部门将采集天然气过程产生的污水通过废井回灌,该区地震活动明显增强,震级逐渐增大,并于1997年发生了5.2级地震,从而为研究注水诱发地震提供了理想的场所。由于该地区仅有一个地震台,监测能力和定位精度很低,难以满足研究工作的需求。地震动力学国家重点实验室会同日本地质调查所和重庆市地震局于2008年7月在荣昌地区架设了6套流动台站,对该区地震活动进行连续观测。在提高监测能力的同时,使地震震源的定位能力得到了明显的提高,为深入研究地震时空分布特征及注水诱发地震的机制提供了基础。

利用双轴伺服控制加载装置,采用3块花岗闪长岩标本组成的含有2个滑动面的直剪结构,开展了摩擦滑动实验。实验中通过在剪切方向上叠加正弦波状的位移扰动,研究了剪应力扰动对断层粘滑失稳的影响。研究表明,在恒定的正应力和位移速率下,标本表现出较为规则的粘滑;当在剪切方向叠加位移扰动后,随扰动振幅的增加,粘滑发生时间与扰动的相关性增大,粘滑的应力降和时间间隔的分布趋于离散,其中扰动能产生明显影响的临界振幅大致为0.05MPa;粘滑应力降和时间间隔随扰动振幅增大而逐渐离散的现象在较高正应力下更为明显,而相同扰动振幅下粘滑失稳发生时间与扰动的相关性也随正应力增加而增大;扰动周期对摩擦性状的影响不明显。研究结果意味着,地震引起的同震剪应力的变化不仅会引起邻近断层上地震发生时间的变化,也可能引起地震强度的变化。

为系统研究水库对附近地区地震活动的影响,提出了一个综合分析地震活动性与水库蓄水引起的应力变化的方法并开发了通用性较强的软件。以紫坪铺水库为例,对水库引起的应力变化与库区附近地震活动性变化的关系进行了详细分析。一方面,定量地分析了水库蓄水过程在附近断层附加的库仑应力变化;另一方面,用紫坪铺水库地震观测台网的地震目录,对包括地震发生频度、能量释放速率、b值、空间相关距离等统计参数的时间演化进行了详细解析。数值计算结果发现,无论是荷重还是孔隙压的扩散都在被认为是汶川大地震发震断层的映秀-北川断层和灌县-江油断层的库区下伏段引起了明显的库仑应力变化。地震活动统计特性的时间演化与主要断层的应力变化之间存在明确的且符合岩石力学破坏准则的相关性。据此,初步认为紫坪铺水库在其蓄水过程中对其地下的龙门山中央断层和山前断层有明显的作用。

通过模拟实验研究了逆断层活动过程中上覆沉积层的破裂扩展特征,采用投影条纹测试方法分析了沉积层表面离面(即垂直)位移场的演化过程。结果表明,在沉积层厚度和断层倾角一定的条件下,基岩中的逆断层逐渐向上扩展,并在沉积层表面围绕基岩断层上断点的投影线形成一个离面位移梯度带(即形变带),基岩断层的位移越大,沉积层中的形变带越宽、变形越强烈;但当断层扩展至沉积层表面后,形变带宽度将保持稳定,只是变形随断层位移增加而更集中。对于同样的基岩断层位移和断层倾角,沉积层厚度越大,受基岩断层控制的形变带越宽,即基岩断层的影响范围越大;当沉积层厚度超过某一临界值时,沉积层中会发育因隆起引起的表面拉张破裂。在沉积层厚度和基岩断层位移量一定的情况下,基岩断层倾角的增加将会使表面形变带的宽度减小,但会使变形破坏程度更强烈。实验结果意味着,临界断层位移、临界沉积层厚度以及断层倾角对于确定隐伏逆断层发震产生的地表变形和破坏特征具有重要意义。文中的研究结果有助于进一步认识汶川M_S 8.0地震的地表变形特征。

在近些年的野外调查中,我们在安宁河、则木河2断裂带的过渡段(礼州至西昌之间)及其附近的3个场地发现了未知年代的地表破裂。通过分析这些地表破裂的特征以及在本区历史地震重破坏区中的位置,我们认为位于杨福山村以北与大坪子村以西2个场地的破裂应是1536年大地震地表破裂带的遗迹。这不仅反映了1536年大地震破裂带的南段沿安宁河与则木河断裂带的过渡段产生,而且反映了该破裂带的南端很可能到达了或者很接近于西昌。位于西昌略北李金堡村以东的破裂应属于1850年大地震地表破裂带的遗迹,它进一步证明了1850年大地震地表破裂带的西北端可能到达西昌以北至少数千米处。因而,由文中的证据可推断西昌附近的主干活动断裂在1536年和1850年大地震时均发生了破裂。

通过模拟实验研究了基岩中走滑断层在上覆沉积层中的破裂扩展特征,利用白光数字散斑相关方法分析了沉积层表面变形场的演化过程,重点研究了基岩断层位移和沉积层厚度的影响.结果表明,在沉积层厚度一定的情况下,随基岩断层的滑动,沉积层中围绕断层投影线逐渐形成一个变形带以及由张性破裂和剪切破裂组成的破裂带,基岩断层的位移越大,沉积层中的变形带越宽、变形越强烈;但当基岩断层位移超过某一临界值后,变形带宽度将保持稳定,只是变形随断层位移增加而更集中.对于同样的基岩断层位移,沉积层厚度越大,受基岩断层控制的变形破裂带越宽,即基岩断层的影响范围越大;但当沉积层厚度超过某一临界值时,沉积层的变形发生了变化,沉积层表面并不存在与基岩断层走向一致的变形带,而是发育了较大尺度、与基岩断层走向斜交的张剪性破裂带.实验结果意味着,临界断层位移和临界沉积层厚度对于确定隐伏断层发震产生的地表变形和破坏具有重要意义.

在岩石变形声发射研究中,为了更好地探究声发射的物理特征,需要不断发展声发射数据的采集和处理技术。地震动力学国家重点实验室的声发射观测系统的记录能力在成倍提升,实验中产生的数据量也大幅增加,这对声发射数据存储、处理和系统地开展岩石变形声发射实验提出了挑战。针对用户的不同需求,文中构建的基于网络的实验室声发射实验数据服务系统不仅实现了数据积累,还实现了数据处理方法的积累和共享。加之与设备无关的声发射数据访问接口的实现,降低了数据访问与处理的门槛,提高了数据的使用率和处理效率。该系统能够满足科研和程序开发用户的需要,能够减少现有工作模式中存在的弊端,可以将其解决方案推广,应用于其它实验数据,提高科研工作效率。

利用双向伺服控制装置,对含有与最大主压应力σ₁呈45°夹角的预切面的花岗闪长岩标本进行了摩擦实验,结果表明,在σ₁方向位移速率恒定、侧向应力σ₂恒定的条件下,粘滑间隔随滑动面上正应力的增加而增加,粘滑应力降也随滑动面上正应力的增加而呈线性增加。但当σ₂叠加了高频小振幅的正弦波扰动时,这种相关性发生了明显的变化,应力降大小和粘滑间隔的离散度均显著提高,特别是应力降可能会大幅度增加。与σ₁扰动的实验结果相比,σ₂扰动对断层粘滑的影响更为显著,这主要归因于正应力变化使滑动面的非均匀性加剧。

基于岩石变形声发射实验结果讨论了大震前地震活动平静现象的机制。在双轴压缩、等位移速率加载条件下,挤压型雁列断层、含宏观凹凸体断层、Ⅲ型剪切断层等非连续断层在临近滑动失稳前,声发射活动均出现了明显的相对平静现象,表现为声发射事件的发生率和应变能释放水平显著降低。与此阶段相对应,断层带(特别是非连续部位上新形成的一小段断层)发生了蠕滑和匀阻化作用,并使得标本的差应力开始下降。根据实验结果提出,大地震前断层的“蠕滑-匀阻化”过程是造成地震活动平静现象的可能机制。

文中概述了超高压变质岩在静水压条件下的形成温压范围和存在的问题,并重新整理和分析了Hirth等(1994)在差应力条件下石英向柯石英转化的高温高压实验数据。结果表明,存在较大差应力的条件下柯石英出现需要的围压(1.20～1.25GPa),远小于静水压下的围压(2.5～3GPa),显然差应力的影响是显著的。榴辉岩中部分石榴石存在塑性变形,这表明在碰撞造山的构造环境中构造差应力是客观存在的,而构造差应力的上限受岩石强度制约。因此,差应力在超高压变质岩的形成过程中起到了重要作用,而系统地进行高温高压实验研究是深入探讨这一问题必要而有效的方法之一。

对几种不同结构的岩石标本在变形过程中声发射b值和频谱随时间的变化特征进行了对比研究,其中包括完整花岗岩标本、含有天然愈合节理的花岗岩标本、含有拉张型和挤压型雁列式断层以及平直断层的标本等。研究表明,声发射b值和频谱的特征不仅会受标本结构的影响,而且在同一标本的不同变形阶段也可能表现出不同的特征,其机制与变形方式以破裂为主或以摩擦为主有关。当变形以破裂为主时,声发射b值和频谱在失稳前会出现明显的下降;当变形以摩擦为主时,声发射b值和频谱在失稳前变化相对较小,且上升或下降均可能出现。实验结果意味着b值和频谱特征作为失稳前兆,在不同的构造环境下可能会有不同的特征,而强震孕震区内不同断裂构造的存在会造成前兆时空分布的非均匀性。

通过物理模拟证明交叉断层上会交替地发生失稳事件。两条交叉的断层在活动中既相互促进,又相互制约,即一条断层既可能使另一条断层发生闭锁而积累应变,又可能触发其错动。每条断层的位移速率、总位移量以及失稳事件数与断层方向和主压应力轴的夹角有关。各断层段的位移有时体现为断层围限块体的平移运动,而有时则体现为块体的旋转运动。发生在不同部位的失稳事件影响范围不同,在正应力较大的断层上失稳事件影响范围大。涉及交叉断层的较大失稳事件发生前常出现前兆性小事件。交叉断层的交替活动实际上由变形场中块体的运动所控制。

利用一套最新型的全波形、宽动态声发射观测系统,对两种不同构造的花岗岩在三轴压缩变形实验中的声发射活动进行了对比研究。二者在声发射空间分布,声发射与体积扩容的对应关系,声发射频谱特征及频度能级统计参数等方面均有明显差异。这表明,岩石构造对声发射的基本统计特征有显着的控制作用。其原因在于岩石构造的差异造成变形方式和变形过程的不同。

在与主压应力方向斜交的断层上,正应力与剪应力之间存在线性相关关系,以此为基础导出了小扰动条件下决定稳定性的临界刚度与滑动速率的关系。由于这一关系具有临界刚度随滑动速率增加而减小的特点,因此速率增加可能导致周期性粘滑向稳定滑动转化,而速率减小可能使本来稳定的滑动转化为周期性粘滑过程。在这种斜交断层中,速率增加虽然可能抑制周期性粘滑,但是稳滑时超过一定限度的速率增加会导致一次性不稳定滑动。三轴摩擦实验提供了关于粘滑与稳滑可相互转化的支持证据。

用数值模拟方法研究了几何、力学条件不同的雁列构造模型的应力场,探讨了几何参数对应力场的影响。模拟结果表明,在几何参数不同的情况下,雁列构造中局部断层扩展引起的应力扰动场会对相邻构造产生作用。围绕断层扩展部位剪应力增量场呈八瓣式分布,平均应力增量场呈四象限分布。在较小范围内同时存在几个断层扩展区的情况下,围绕这个弱化区仍可形成上述增量场图案。

在恒定的正应力和孔隙压力、不同温度下测量了三种蛇纹石断层泥摩擦强度的速度依赖性。在室温下,纤蛇纹石具有很低的摩擦系数(0.2～0.25),而利蛇纹石和叶蛇纹石的摩擦系数较高,分别为0.39和0.45左右。在25～200℃范围内,温度变化对纤蛇纹石和叶蛇纹石强度的影响不明显,而利蛇纹石的摩擦系数随温度升高明显增加。室温下,三种蛇纹石的摩擦在较快的滑动速率下表现为微弱的速度弱化,而在较慢的滑动速度下为明显的速度强化,温度的提高有促使速度弱化向速度强化转变的趋势。研究表明,蛇纹石的存在有利于断层的无震蠕动,但这种影响可能主要限于浅部;尽管纤蛇纹石是最软弱的造岩矿物之一,但仍不足以解释圣安德烈斯断层的软弱性。

在地震短临阶段异常是由局部断层扩展或弱化引起。实验与数值模拟结果曾得到与之相伴的是平均应力扰动场的四象限分布和最大剪应力扰动场的八瓣式分布。为检验此结果的普适性作了进一步的研究。结果表明不论区域构造及其基本应力场如何复杂,这种四象限分布与八瓣式分布型式不变,这为最终判定失稳区提供了依据。与此同时,在复杂构造情况下这种应力扰动场的畸变也不容忽视。

将岩石变形曲线到达强度点以前比拟为地震前异常的中长期阶段,强度点至失稳点之间定义为短临阶段。在中长期阶段异常是由驱动力的增强或区域应力场的调整引起,前者引起的应力扰动场与原来的方向一致,强烈扰动区与原来的应力集中区一致,后者引起的应力扰动场应力方向可以发生变化,应力扰动对平均应力影响较大,强烈扰动区位于断层错列部位。二者的强烈扰动场均与未来的震源区无必然联系。在短临阶段异常是由局部断层扩展或弱化引起,与之相伴的是平均应力扰动场的四象限分布和最大剪应力扰动场的八瓣式分布。

在外力作用下,一定的构造形式周围会产生特定的应变图象。其形态特征在失稳过程中会发生变化。研究应变图象的特征及其变化有助于鉴别失稳前兆,预测变形发展趋势。受构造形式控制,应变场在空间分布上可以划分为若干区域。在变形与失稳过程中,各个区域既有不同的变形行为,也相互影响、相互制约,构成一个紧密联系的动态体系。因此,应当全面观测应变场图象的时间与空间动态演化过程,从中获取失稳前兆,分析失稳机制。

对拉张型、挤压型雁列断层变形过程中岩桥区和主断层上的声发射特征进行了对比研究,结果表明,雁列断层变形中的声发射对应着多种机制:拉张型雁列岩桥区的声发射为单一事件组成,波振幅小、持续时间短、主频高、震源机制为张裂型;挤压型雁列岩桥区的声发射也是单一事件,波振幅较大、持续时间短、主频较低、震源机制为双剪型;而雁列主干断层上的声发射由多事件组成,波振幅大、持续时间长、主频低、震源机制与挤压型雁列岩桥区的声发射机制不同。这些特点与各区域所处力学状态有关。