岩板挤压断裂拟震过程应力磁感强度效应实验与机理

如何认识地震产生的地球物理机制，辨认地磁监测数据中包含的短期临震前兆，一直是国内外地震研究领域中的一个难点。由于地震震源深埋地下，产生原因和条件难于进行直接探察，导致研究与预报要求之间存在很大差距。为此，本项目研究基于"断裂改变磁场分布"的学术思想，在实验室将磁场以磁层形式引入岩板试件，使其处在由磁层模仿的基本磁场中，在挤压条件下，构造一个岩板应力能量从积累到释放的破裂过程，对震源孕震、发震过程的应力与磁感强度关系进行模拟研究。考虑到震源至地表之间距离，研究对岩板周围磁感强度进行近距遥感测试的方法，弄清磁感强度随岩板挤压应力及断裂扩张的变化规律及其异常特征。建立岩板断裂-磁感强度理论模型，进行断裂引起磁场演化机理的研究。依据地震地磁日变分量实测数据规律，控制加载参数，通过试验，研究由磁层岩板挤压模仿地层活动而产生的磁感强度变化。目的是获得一种以岩板挤压实验为基础的地震地磁观测数据分析方法。

在挤压作用下，地下岩层板块如何产生断裂是一个与地震有密切关系的问题，受到国内外地震领域的高度关注。针对岩板应力与磁感强度之间的实验效应和机理，我们进行了深入研究。自制测试平台，测定岩板周围空间磁感强度的敏感分布区间，进行植入磁片和原生天然磁性岩板挤压断裂拟震过程应力-磁感强度实验研究，取得完整的应力-应变-磁感强度实验数据；依据磁感强度数据建立了应力理论拟合公式，具有良好符合度；建立了原生磁性岩板及周围空间等效磁路，推导出表达空间磁感强度随磁动势和裂隙磁阻变化的理论公式，形成了解释挤压应力与磁感强度关系的实验机理；研究了带磁岩板断层锁固破坏中，磁感强度随挤压力变化的规律；采用约束加热预裂新方法，研究并取得岩石破坏前的磁感强度异常前兆。分别对濮阳地震和郑州地震的地磁日变分量波动规律进行了模拟试验研究，取得磁感强度及其异常、挤压力随时间变化的数据结果，有助于认识地震产生过程中地层水平作用力的变化趋势。