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实验室朱俊江教授团队硕士生陈瑞雪在国际权威期刊《Geological Journal》发表人工诱发地震的最新成果

发布人:丁文雁 发布时间:2023-03-06 浏览次数:697

202335日在国际权威学术期刊《Geological Journal》上在线发表了题为:Characteristics and mechanisms of human-induced earthquakes in China from the QuakeQuake database的最新研究成果。该成果是由中国海洋大学海底科学与探测技术教育部重点实验室朱俊江教授和李三忠教授团队完成,该成果的第一作者为硕士生陈瑞雪,通讯作者为朱俊江教授。

在中国,经过1933年胜利煤矿和1962319日新丰江水库附近6.2级的两次特殊地震,人们开始认识到水库和矿山两种诱发地震的严重性。通常人类活动不会产生大地震,直接产生的微震事件的震级通常小于0.5。在四川盆地中,诱发地震是长期的注水诱发,还是短期的页岩气开采引起,仍然存在很大的争议。与注入/提取相关的地震已经发生,最大震级(Mmax)超过5级。然而,人类活动引发的地震远不止这几种类型。本文搜集和整理了与诱发地震相关的论文、会议摘要和报告,构建了一个在中国发生诱发地震的数据库QuakeQuake。为了展现在中国分布的诱发地震全貌,我们对数据库的完整信息源进行了注释,并对诱发地震进行了详细分析。

在新组建的诱发地震数据库(QuakeQuake)中,总共记录了人为诱发地震193例。通过检索中文文献,对已有的全球诱发地震数据库(Hiquake)中记录的155次在中国发生的人为诱发地震进行了重新校对和处理。根据人类活动和地震活动之间的关系,将QuakeQuake数据库中的人类诱发地震分为强、中、弱三个可靠性级别。依据资料记载和诱发地震类型,将在中国发生的诱发地震分为水库诱发地震、矿山诱发地震和其他诱发地震三类,诱发地震以小震为主(3M<4.5)。水库诱发地震和采矿诱发地震的震源深度分别在30公里和8公里以内。诱发地震的震源断裂活动类型以逆冲型为主,所占比例最高(图1)。观测到的水库诱发地震震级(Mmax)与注采水量、水库坝高、水库库容和库区岩性呈正相关。计算出了每种诱发地震类型对应的9个需要注意的体积变化区间。

通过对QuakeQuake数据库中的诱发地震的特征分析,提出和总结人为诱发地震有三种机制类型:地表质量负荷、地下物质提取和物质注入机制(图2)。地表质量负荷机制主要是岩溶塌陷或瓦斯爆炸、孔隙水压力效应和重力能释放。地下物质开采主要是由不同储集层的压实作用引起的。物质注入有注气和注水两种类型,注气与持续的应力加载和卸荷有关,注水可通过孔压的增加和断层载荷条件的变化而诱发地震。该研究为后续研究人类诱发地震的机制提供了参考,今后对人类诱发地震的动态过程研究需要结合更多的地质和地球物理资料来做动态模拟。


1. 诱发地震震源机制解


2.中国已发生诱发地震的诱发机制类型


该成果受到国家自然科学基金项目和崂山实验室科技创新项目等资助。

Chen, R., Zhu, J., Li, S., Zhang, S., Chen, X., Li, Q., Wang, P., Zhang, J., Dai, L., & Jia, Y. (2023). Characteristics and mechanisms of human-induced earthquakes in China from the QuakeQuake database. Geological Journal, 1-33. https://doi.org/10.1002/gj.4713.

相关链接:http://doi.org/10.1002/gj.4713.