先存断层对地应力演化及微震分布的影响：以广东凡口铅锌矿为例

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基金项目:

本研究受到项目《凡口矿矿震灾害机制及测控预警技术研究》资助。

The Effect of Pre-existing Faults on the Spatio-temporal Evolution of In-situ Stress and Microseismic Distribution: A Case Study of the Fankou Lead-Zinc Mine, Guangdong Province

摘要: 金属矿山微震的发生与地应力场及微裂隙的时空演化密切相关。广东韶关凡口铅锌矿记录的微震存在一个显著特点，即微震多发生于矿区先存断层的周缘，而非集中于断层带上。这可能是由于先存断层影响周缘应力累积，进而诱发微裂隙并导致微震发生。为了检验这一想法，本文创新性地应用了米级尺度的高分辨率热-力学耦合三维地球动力学数值模拟，考虑地下的温度结构，系统探讨正向演化过程中先存断层对周缘应力场分布的控制作用，并进而探讨微震发生的可能性。模拟结果显示，先存断层会扰动应力场分布，在其周缘形成高应力带，进而可能会诱发微裂隙并导致微震发生。先存断层的宽度、数量、几何形态、倾角等都会影响其周缘应力场的分布，但是不会改变在先存断层周缘形成高应力带的特点。基于模拟结果，本文认为先存断层扰动应力场在其周缘形成高应力带是广东韶关凡口铅锌矿微震触发的一个可能原因，合理解释了凡口矿区微震多发生于断层面之外的特征，建议在断层F3与地层交汇处加强微震监测，为矿山微震灾害预测提供参考。