X型共轭剪切破裂与地震机制——力学演化与‘仿蝶存亡’规律

"X型共轭剪切破裂-地震产生的力学机理及其演化规律" 这篇论文深入探讨了地震发生的力学机制，特别关注了X型共轭剪切破裂在这一过程中的角色。X型共轭剪切破裂是一种地质结构中常见的破裂模式，它涉及到两个相互垂直的剪切破裂面在特定条件下相互作用，形成X形状。这种破裂模式在地震活动中起着关键作用，因为它可以显著改变地壳内的应力分布和能量释放。 作者马念杰、马骥、赵志强等人提出，地震的发生是一个极其复杂且非线性的动态过程。他们基于乔建永、马念杰、马骥等人先前提出的X型共轭剪切破裂-地震复合模型，进一步分析了这种破裂模式如何导致地震。研究发现，共轭剪切破裂与地震之间的联系主要体现在地壳中软弱异性体的存在以及其周围的应力状态。 在地壳中，软弱异性体（如断层、岩石层差异等）周围通常存在应力集中。当构造应力作用于这些区域时，会导致应力环境的剧烈变化，进而形成不稳定的蝶形破坏区。这个蝶形区域以软弱异性体为中心，随着应力的不断积累，其形态会逐渐扩展。这种扩展可能导致显性或隐性的共轭剪切破裂，最终触发地震。 地震的能量释放与蝶形破坏区的扩展密切相关。每次蝶形破坏区的蝶叶扩展都会释放一定量的能量，当这个能量达到一定程度时，会引发地震。因此，地震可以被视为在动态加载条件下，蝶形破坏区瞬态扩展释放弹性势能的非线性动力现象。 论文还指出，共轭剪切破裂在不同的应力状态下会经历不同的演化阶段，包括圆形和椭圆形破坏的孕育期，蝶形渐进破坏的生长期，以及蝶形剧烈破坏的剧变期。同时，根据地震的里氏震级，共轭剪切破裂动态生成过程中的地震活动表现出弱震期、中强震期和强震期的“仿蝶存亡”特征，即地震活动的强度随着破裂的发展而增强。 最后，研究者强调了共轭剪切破裂-地震发生的必要条件，其中最关键的是地壳中必须存在软弱异性体，并且这种异性体必须处于足够高的应力环境中，才能诱发这种复杂的破裂模式并最终导致地震。 这项工作对于理解地震的发生、预测地震活动以及预防地震灾害具有重要的理论和实践意义，提供了对地壳动力学行为的更深入认识。通过进一步的研究，这些发现可能有助于开发更准确的地震预测方法和技术。