Collaborative Research: Developing a Methodology for Imaging Stress Transients at Seismogenic Depth
合作研究:开发震源深度应力瞬变成像方法
基本信息
- 批准号:0352134
- 负责人:
- 金额:$ 0.45万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2004
- 资助国家:美国
- 起止时间:2004-05-01 至 2006-04-30
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
EAR-0352134NiuWe seek to develop a robust methodology for directly measuring temporal variations in subsurface tectonic stress by exploiting the stress dependence of seismic velocity. The dependence of crustal seismic velocities on crack properties and in turn, the dependence of crack properties on stress, means that seismic velocity exhibits stress dependence. This dependence constitutes, in principle, a powerful instrument for studying subsurface transient changes in stress. While these relationships and their scientific potential have been known for several decades, the use of time-dependent seismic imaging, has not yet developed into a reliable means of measuring subsurface seismogenic stress changes. There are two primary reasons for this: 1) lack of sufficient time-delay precision to detect small changes in stress, and 2) the difficulty in establishing a reliable calibration between stress and seismic velocity. These two problems are coupled because the best sources of calibration are the solid-earth tides and barometric pressure, both of which produce weak stress perturbations of order 102-103 Pa. Detecting these sources requires measurement of fractional velocity changes on the order of 10-5-10-6, based on laboratory experiments. We propose to conduct a cross-well experiment in the Parkfield area of the San Andreas Fault, with the goal of successfully measuring delay-time variations induced by tides and barometric pressure, as a means of demonstrating that known stress changes can be reliably measured. By exploiting advances in the characteristics of artificial seismic sources (such as rapid and reliable repeatability), dramatic advances in computational power (allowing massive stacking of seismic waveforms), it will be possible to measure variations in seismic velocity with unprecedented precision that meet the requirement noted above. This will permit a meaningful stress calibration of this method. The proposed experiment consists of two phases: a test phase to take place at two locations at and near Lawrence Berkeley National Laboratory, and an experimental phase at Parkfield on the site of the 2-km-deep SAFOD Pilot Hole, where progressively more realistic geometries will be utilized. Ultimately, we will shoot to receivers in the Pilot Hole, which will allow us to retrieve stress information at seismogenic depths.***
EAR-0352134NIUWE试图通过利用地震速度的压力依赖性来开发一种可直接测量地下构造应激的时间变化的强大方法。地壳地震速度对裂纹特性的依赖性以及裂纹特性对压力的依赖性意味着地震速度表现出应力依赖性。 原则上,这种依赖性构成了研究压力的地下瞬态变化的强大工具。 尽管这些关系及其科学潜力已知数十年,但使用时间依赖性的地震成像,尚未发展为测量地下地震发生应力变化的可靠手段。造成两个的主要原因有两个:1)缺乏足够的时间延迟精度来检测压力的微小变化,以及2)难以在压力和地震速度之间建立可靠的校准。 这两个问题是耦合的,因为校准的最佳来源是固体地球潮汐和气压压力,这两者都会产生较弱的应力扰动,命令102-103 PA。检测这些来源需要根据实验室的实验来测量10-5-10-6的分数速度变化。 我们建议在圣安德烈亚斯断层的帕克菲尔德区域进行横向孔实验,目的是成功测量潮汐和气压压力引起的延迟时间变化,以证明可以可靠地测量已知应力变化。 通过利用人造地震源的特征(例如快速可靠的可重复性)的进步,计算能力的急剧进步(允许大量的地震波形堆叠),可以衡量地震速度的变化,并具有确切的精确性,以满足上述要求。 这将允许对此方法进行有意义的应力校准。 拟议的实验包括两个阶段:一个测试阶段在劳伦斯·伯克利国家实验室和附近的两个位置进行,以及在2公里深的Safod Pilot孔的帕克菲尔德的一个实验阶段,在这里逐渐使用更现实的几何形状。 最终,我们将向飞行员孔中的接收器射击,这将使我们能够在地震生成深度检索压力信息。***
项目成果
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会议论文数量(0)
专利数量(0)
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