构造活动模式变化对b值影响的实验研究
陈顺云 刘力强 马胜利 马 瑾
(中国北京 100029 中国地震局地质研究所，地震动力学国家重点实验室）
摘 要 借助新型声发射观测系统，对两种构造活动模式转变对b值的影响进行了初步实验研究。第一个实验通过改变加载方向使构造活动模式从挤压型雁列变为拉张型雁列，得出前一阶段b值比后一阶段要高；第二个实验通过持续加载使拉张型雁列变为拐折断层，与第一个实验类似，前一阶段b值比后一阶段要高。说明b值可能蕴含有构造活动模式的某些特征，有可能成为分析区域构造活动模式的一种新手段。
关键词 声发射b值 构造活动模式 雁列断层 拐折断层
中图分类号：P315.3+1 文献标识码：A
引言
Gutenberg—Richter经验关系lgN=a-bM(G-R曲线)中b值分析是地震预报的重要方法之一，它常用来分析构造变形状态和区域应力场。众多研究者从天然地震、实验摸拟(声发射)以及理论探讨等诸多方面，对b值进行了大量的研究(Mogi，1962；Scholz，1968；李全林等，1978；马鸿庆，1978；陈颐，1977；耿乃光，1986；杜异军，马瑾，1986；蔡戴恩等，1987；尹祥础等，1987；李红等，1987；马瑾等，1990；许昭永等，1990；曾正文，1993；刘力强等，1999，2001；蒋海昆等，2000；Lei etal，2000；吴忠良，2001；陈培善等，2003)．尤其，Mogi(1962)通过实验认为b值的变化与介质的不均匀性有关，愈不均匀的介质，其b值越高；而Scholz(1968)则认为b值与应力状态关系很大，随着应力水平的增加b值亦降低．两种观点曾争论不休。事实上，b值的变化涉及两方面因素：①应力场的变化；②介质内部结构的变化。而且应力场的变化对b值的影响需要通过介质结构变化来体现。应力场和结构的相互影响产生复杂的动力学模型，形成了不同的构造活动模式。为此，不同构造活动模式变化对b值活动的影响值得深入研究。
实验岩石变形过程中声发射b值的研究，不仅有理论上的难度而还强烈依赖于实验技术。以往的实验声发射资料观测系统存在较大缺陷，主要表现在数据转移造成的“死时间”过长，大量AE信号丢失；动态范围太窄，能量测不准两个方面。近年来，中国地震局地质研究所研制成一套新的声发射记录系统①，其各项技术指标分别是：
1)前置放大器：增益50倍，带宽2MHz，输入阻抗1012Q，输出阻抗50Q．
2)16个采样通道．最高采样频率40 MHz，A／D转换分辨率为12 bit，系统噪声5～6个十进制数，信噪比为57 dB．增益为1～500倍，分档可调，放大倍数、触发逻辑与门槛可编程控制。每道采样长度可调，最大缓存可达到32 Kword。由于采用了分布式并行控制方法，缩短了数据转存时间，每秒钟可以记录声发射事件波形110次左右，“死时间”约9ms。这套系统在“死时间”与动态范围两个方面都取得了显著进展，因此在一定程度上克服了以往的缺陷，使观测结果得到改善．本文借助上述新型声发射观测系统，对两种构造活动模式变化对b值带来的影响进行了初步实验研究。
