MSATSI：结合可靠经典方法的新简化用户处理及可视化工具的应力反演MATLAB软件包.pdf
34 世 界 地 震 译 丛 第4期
MSATSI：结合可靠经典方法的
新简化用户处理及可视化工具的
应力反演 MATLAB软件包
P．M artinez—Garz6n G．Kwiatek M ．Ickrath M ．Bohnhoff
采样优化的蒙特卡罗方法 (Angelier，1984；
引言 Xu，)得到一组与震源机制达到最优拟
合的应力张量。线性反演策略是通过计算量
根据地震震源机制估计应力场方 向是理 小、被广泛应用 的最小二乘法求得 (Mi—
解地壳力学 以及地震物理现象的一个相关方 chael， 1984； Hardebeck and M ichael，
法。在全球地震学中，法向应力反演 (FSI) )。
是研究与大地震发生相关的构造过程的一个 由于反演问题的具体特点 ，不确定度的
较为成熟 的技术 (如 HardebeckandMi— 评定通常是法 向应力反演 的必要组成部分。
chael，；Yoshidaetal，)。应力 以下专题特别重要 ：
场方向的信息也与碳氢化合物和地热资源的 1．由于不 同取 向的一组断层能被 同一
开发有关 。最大水平应力 ( …)方 向的信 应力状态活化 (McKenzie，1969)，一个单
息对油藏开发 ，如钻井和泄露 的风 险评估 一 的震源机制仅能将应力场方向约束在相应
(Terakawa etal， 2O12； Martinez—Garz6n 的膨胀象限内。因此 ，震源机制数据必须包
etal，)，至关重要 。此外 ，法 向应力 含一定的多样性来约束反演问题的解 。
反演技术对于在实验室的岩石变形实验框架 2．反演应力张量时，要 明确知道滑动
下的微 观 尺度 上 理解 破 裂 物 理进 程 是 有 发生 的断层面 。然而，根据地震双力偶源模
用 的。 型的概念 ，存在两个可能的断层面 ：真正的
在地震学的实践中，应力张量要么根据 断层面和辅助 断层面 (AkiandRichards，
地震震源机制反演得到，要么直接根据初动 2002)。当缺乏其他信息时，两个断层面具
极性得到 。大多数成熟的法向应力反演技术 有相 同的可能性。
有两个主要的假设 ： 本文讨论 一个 程序包 ，即 MSATSI，
(1)在考虑的岩石范围 内，应力场是均 它允许法 向应力反演 (FSI)在 MATLAB环
匀的。 境 中使用 (http：／／www．mathworks．com／
(2)断层 的滑动平行于牵引力的切线方 products／matlab／； 5月查询)。新
向(Wallace，1951；Bott，1959)。 的算法 根据 SATSI算 法 (Hardebeckand
估计应力场方向是非线性反演问题 ，可 Michael，)重新设计 。在该程序包 中，
以采用直接求解 ，也可以采用线性化求解。 我们采用各种 图表示 0D~3D的法向应力反
在求解非线性反演问题时，使用网格搜索法 演结果 ，使其可视化。我们采用具有不同特
(Gephart and
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