地震基本參數測定與地震活動性研究(3 / 3)

華南地區地震活動水平相對較低,根據Ms≥5級地震的時間分布可以看出,該區十五世紀以來亦存在兩個明顯的活動期:一四四五至一六六○年和一八○一年以後。

2.中國大陸中部地區。

由縱貫中國大陸中部的賀蘭山—六盤山地震帶,天水、武都、文縣—川西北地震帶,以及安寧河—滇東地震帶等組成的地震帶,稱為南北地震帶,這裏是中國重要的地震活動區。根據曆史地震活動分析,上述三個地震帶的活動期分別為一四七四至一七三九年,一六二四至一八八五年和一七一三至一八五○年。其中安寧河—滇東地震帶自一九五二年起可能已開始了一個新的活動期。

.中國大陸西部地區。

由於中國西部地區曆史地震資料遺漏較多,這裏僅討論其近期活動情況。根據近八十年的資料,該區地震活動可大致劃分為如下幾個階段:一八九七至一九一二年為活躍時段;一九一三至一九一九年為間歇時段;一九二○至一九三四年為活躍時段;一九三五至一九四三年為間歇時段;一九四四至一九五七年為活躍時段;一九五八至一九六六年為間歇時段;一九六七年至今為活躍時段。

三、誘發地震的研究

近幾十年來,世界上發現了幾種由於人類工程活動而引發的特殊類型的地震——誘發地震。其中包括:石油開采過程中注液或把工業廢料注入地下產生的注液地震;油氣田開采或大量抽取地下水產生的抽液地震;采礦引起地下局部失穩造成的礦山地震;地下核爆破使附近岩層連續錯動而引起的核爆引發地震;因水庫蓄水而引起的水庫地震等。就其數量和危害而言,尤以水庫地震為甚。

(一)水庫地震的研究。

迄今為止,中國已發現有13座水庫蓄水後誘發了地震。其中廣東河源新豐江水庫地震研究得最為詳盡,自一九六○年十月在庫區設立了第一個流動地震台以來,二十多年間記錄到地震30餘萬次,並進行了地形變等多方麵的觀測,取得了關於水庫地震活動性、發震地質背景以及誘發機製等多方麵的研究成果。

中國13座水庫的有關情況表明,除新豐江水庫發生了強烈誘發地震外,丹江口、參窩、佛子嶺、前進、南衝等水庫也先後發生過6至7度的地震,震中區房屋建築遭到不同程度的破壞。

研究表明,大小水庫都有可能誘發地震,但發震概率則有隨庫容和壩高的增加而明顯增高的趨勢,較強烈地震大多發生於大型水庫區。因此,必須充分重視水庫誘發地震的研究,並在水庫勘測設計規範中予以充分考慮。

通過多年研究,中國科學工作者對水庫誘發地震取得以下幾方麵的認識:

1.地震活動特點。

水庫地震有別於一般構造地震,在發震時間、空間分布、地震強度、序列特征及震源機製等方麵都具有自己的特點。

水庫地震一般發生在水庫蓄水之後。一二個月或數個月開始出現微震,一二年或數年發生最大地震。如新豐江和參窩水庫分別在蓄水一個月和三個月出現微震,兩年零五個月和兩年零一個月發生最大地震。也有些水庫在蓄水後一二十年才發震。一般情況下,第一個蓄水周期是水庫地震發震的敏感階段。地震高潮往往出現在庫水位急劇上升過程中,有時庫水位急劇下降也能誘發地震。不過隨著時間的推移,這種相關性往往變得不甚明顯。

水庫地震群集在水庫附近,常常出現在峽穀或基岩裸露的庫段。震源深度一般很淺,從數公裏到近地表。

多數水庫地震強度不大,以微小地震居多,少數發生強震。目前已知的最高震級不超過6.5級,震中烈度可達8度。但由於這類地震震源淺,3—4級的地震即可造成一些破壞。

水庫地震序列一般有震群型和主震—餘震型兩種類型。以前者為多,後者一般多有較長的前震期,有利於捕捉主震。

對於較大的水庫地震,利用區域地震台資料得到的震源機製有走滑斷層和正斷層兩種類型;而在一些水庫進行的微震近場詳細觀測,卻主要得到逆衝斷層和正斷層兩種機製。

2.發震的地質條件。

上述13座水庫均分布於中國東部,位於不同的地質構造單元,大多發生於相對穩定的無震區或弱震區;而在那些地質構造比較複雜而基本烈度較高的地區建成的約20座大型水庫,卻沒有一座發生誘發地震。可見,水庫誘發地震與區域構造和構造地震之間的關係還不清楚。

關於水庫地震發震的地質條件,多數人認為與活動斷裂有關,並指出活動斷裂的拐點和交叉部位易於誘發地震。也有人比較強調庫水的滲漏條件,認為它是影響水庫誘發地震的主要因素。岩體中的不連續麵,包括斷層、節理、裂隙和岩溶等,可能是主要的滲漏通道。此外,水庫誘發地震往往和一定的岩性相聯係。中國已知的13個震例中,11個與碳酸岩類岩層有關,岩溶是一種極有利的誘發條件;其他兩例與火成岩侵入體有關。

3.水庫誘發地震的預測。

自七十年代後期以來,先後對近20個在建或擬建中的大型水庫進行了誘發地震危險性的研究和中長期預測。一九七九年國家地震局地質研究所曾對烏江渡水庫的誘發地震作過初步預報。

另一方麵的工作是對已經蓄水並已出現微震的水庫進行未來強震危險的預測。新豐江水庫地震就是這方麵一個成功的先例。由於庫區微震出現後及時進行了地震觀測和強震危險性判定,果斷采取了大壩加固措施,故在一九六二年三月十九日發生6.1級主震時,沒有造成嚴重破壞和損失。

(二)其他類型的誘發地震。

其他類型的誘發地震可列舉如下震例:

1.抽液誘發的地震。

礦山排水引起的地震。湖南常寧縣水口山鉛鋅礦和漣源、邵陽的思鬥橋煤礦,由於排水疏幹采區,先後於一九六六至一九六八年和一九七三至一九八一年發生過5到6度地震多次。

采油引起的地震。華北任丘油田於一九七五年開始采油,一九七七至一九八一年記錄到油田采區4級以下地震50餘次。一些較大地震明顯有感。

采鹵引起的地震。四川自貢鹽井有悠久的開采曆史,開采方式為直接抽取鹵水或注水采鹽。據曆史記載,自十六世紀以來發生過十幾次較大地震,震級為4—5級,震中烈度可達7度。最近一次發生在一九八五年三月二十九日,震級為5級。一九七四年在該地架設了地震台,平均每年可記到1—4級地震數十次。

2.注液誘發的地震。

一九七一年九月,有關部門在武昌小洪山開鑿一口深2270米的深井,十一月鑽進到988米深度時,出現循環液的嚴重漏失,此後壓入大量堵塞物並大量注液。一九七二年一月十日到三月三日,附近的武昌地震台記錄到鑽井周圍0.3—2.0級地震100多次,其中3次2級左右地震在井區有感。

3.采礦誘發的地震。

山西大同煤礦。主要由頂板塌落引起地震。一九五六年以來發生過41次較大地震,最高震級3.4級,地麵烈度達7度。

北京門頭溝煤礦。自一九五五年以來,發生過大於2.2級的地震2000餘次。其中一些較大地震曾造成人員的傷亡和地麵房屋與井下巷道的破壞。

遼寧北票煤礦。一九七一至一九八一年,附近地震台記錄到礦區1.0—3.8級的地震20餘次。其中一九七七年四月二十八日的3.8級地震造成了一定破壞。

研究上述誘發地震的目的,是要查明其發生的原因和機製,進而采取切實可行的預測預防措施減輕災害。同時,這項研究也為地震學增添了新的內容,並將為地震預報和人工控製地震研究開拓新的途徑。