中科大地球与行星物理学术报告通知-吴葆宁

近期不少对地质断层露头的研究，显示慢地震发震断层带中的脆性–黏性不均匀性，是使得慢地震区别于正常地震的可能原因之一。然而定量上，对于脆性–黏性不均匀性是如何与断层周围的弹性围岩耦合从而影响地震破裂动力学，已有的理论研究仍然有限，使得该假设难以被大尺度的地球物理观测所验证。本次报告将介绍一套解析解，用于描述复合脆性-黏性剪切流变条件下断层带的滑动与破裂动力学（Ando 等, 2010; Nakata 等, 2011; Ando 等, 2012）。解析解揭示了两个关键特征：1. 当断层带以脆性为主时，弹性波的强大远场效应控制了滑移相互作用与破裂动力学，使得破裂能够以跳过障碍，以接近地震波速（约 km/s）的速度在大范围内传播。2. 相比之下，当断层带呈现强非均质性时，由于脆性结构的稀疏化，整体脆性强度减弱，而有效黏性强度增加，导致辐射的地震能量减弱。在达到某一临界非均质性时，弹性波过于微弱而无法维持破裂传播，滑移相互作用转而由静态应力转移控制。破裂传播减慢，滑移速率降低。利用新的解析解，我们研究了规则地震与慢滑移事件的若干独立特征，包括复发时间、平均应力降、滑移持续时间、破裂速度、滑移迁移的表观扩散率，以及辐射能量与地震矩之比。特别的，“脆性–黏性断层带”模型能够再现观测到的慢滑移与微震迁移的表观扩散率（约 10³ m²/s），这是典型“孔隙压力扩散”模型所不能预测的。本解析解可为基于脆性-粘性流变学的慢地震模型探索提供新工具，将构造尺度的地球物理观测与露头尺度以下的地质-实验室测量相联系。