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
matlab风应力工具包 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...