《工程地质学教程 教学课件 ppt 作者 姜晨光 主编 唐平英 方绪华 范千 副主编第13章 诱发性地震及防治》由会员分享，可在线阅读，更多相关《工程地质学教程 教学课件 ppt 作者 姜晨光 主编 唐平英 方绪华 范千 副主编第13章 诱发性地震及防治（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第13章 诱发性地震及防治 13.1 概述 所谓“诱发型地震”是指由于人类工程活动而导致的地震活动（Human Activity-Induced Seis-Micity）。在人类工程活动引起的地震事例中多数是由于水库蓄水（因而被称为水库诱发型地震（Reservoir Induced Seismicity），当然，一些与水库兴建并无直接关系或完全无关的人类工程活动（比如向地下深部注液或抽液、岩溶塌陷、地下采矿场的顶板冒落、地下核试验、等）也可能引起一定强度的地震活动。虽然上述各种成因的地震活动在发震机制上各有其特点，但归根到底都与人类对自然环境的改造过程有关。在诱发型地震中数量最多、震级最高、破
2、坏较严重的地震活动仍属水库诱发型地震。人类对诱发型地震的认识是从水库诱发型地震开始的，最早发现的震例是希腊的马拉松水库（5.0级水库地震），相当一部分大型水库出现过6级以上的强烈地震，水库地震的破坏后果是严重的，人类活动所诱发的地震活动能达到6级以上的破坏性震级又常发生在水库大坝附近，因此是一个严峻的问题。美国兰吉利油田和中国任丘油田由于采油驱动式油田注水而分别产生过3.5及3.3级地震。美国纽约代尔由于水力采盐，中国武昌由于高压注水也都产生了23级的有感地震。地下核试验或异常大爆炸也可以触发相当规模的地震活动，美国一次地下核试验中曾出现过6.3级地震。诱发型地震多种多样，除了以上所述外还有矿
3、坑塌陷型地震、岩溶塌陷气爆型地震、滑坡崩塌型地震、等。上述事实说明人类活动若改变了孕震区的应力平衡状态就可能产生强度不同的地震效应。,13.2 诱发型地震的成因分类与特征 人类活动诱发的地震具有多种成因机制，其强度和破坏性也各有不同，有必要通过成因分类加以区别。人类活动诱发的地震大致可分为内动力地质作用诱发型和外动力地质作用诱发型2大类。 13.2.1 内动力地质作用诱发型地震 人类工程活动可导致地壳上层（厚度数百米至数千千米，少数可达10km以上）局部范围内的内动力地质因素（比如构造稳定性、地应力场、岩层的相变条件、等）发生变化，从而改变某些地块的原有构造活动进程，使地壳稳定性发生明显变化而
4、形成地震。这种类型的地震主要有断裂活化型、化学潜能型、热能型、等3类。 13.2.2 外动力地质作用诱发型地震 由于人类活动改变了外动力地质作用条件导致地壳表层（数百米深度内）局部范围内不良地质作用的活跃，进而引起岩体破裂或相对位移而伴生的地震现象称为外动力地质作用诱发型地震（或称为外力型诱发型地震），这种类型的地震主要有采矿诱发型、岩溶塌陷气爆型、易溶岩溶解塌陷型、滑坡崩塌型、冻裂型、等5类。,13.3 水库诱发型地震的基本特征 13.3.1 水库诱发型地震活动的空间分布特征 水库诱发型地震的发生与发震地区的内、外动力地质条件有关，其空间分布特征与诱发型地震的成因联系密切。大量资料显示，无论
5、是在天然地震区还是无震区，水库地震发生的震中多分布于库坝区或其周边2540km范围内，发震区单位面积内震点的数量与其到水库的距离呈负相关关系（即距水库越近，震点数越高），震中的分布与诱发成因具有密切联系（断裂活化型水库地震的震中分布通常多反映该区发震断裂构造的位置，岩溶塌陷气爆型水库地震的震中的空间分布则多位于库区岩溶发育部位或断裂构造与岩溶裂隙带的复合部位）。水库诱发型地震主要发生在水体或水荷载影响范围之内，其震源体深度较浅（属于浅源地震，绝大多数内生成因水库地震的震源深度在210km范围内，外生成因水库地震或其它诱发型地震的震源深度则常在2km以内的地壳表层且震源体较小并与当地天然地震的震
6、源深度有明显不同。水库诱发型地震的震源深度与水库容量呈趋势性相关关系，库容小的水库地震震源较浅、库容大的水库则震源较深，某些大型水库的地震震源深度有随时间自浅部向较深部发展的趋势。水库诱发型地震由于震源浅、面波强烈、震中烈度较相同震级的天然地震高，故一般2.0级地震的震中区就会强烈有感、3.0级以上的地震就可能造成破坏、5.0级地震震中的实际烈度可超过度并可能造成强烈破坏。水库诱发型地震由于震源浅、震源体小、等震线衰减迅速，因此地震影响范围较小。,13.3.2 水库诱发型地震活动与库水位的相关性 大量资料显示，水库地震的频度及强度与水库蓄水后的水位高度及变化有明显的相关性，绝大多数内生因素诱发
7、的水库地震活动与库水位呈正相关关系（即地震活动随库水位的升高而增强，在达到或经过几个高水位后会发生主震，水库水位和地震频度的相关性可在概率化模型曲线的基础上用相关系数表示 。 13.3.3 水库诱发型地震的序列特征 水库诱发型地震序列的主要特点表现在震型、频度、震级、等几个方面。内生成因的水库地震序列以前震余震型为主（前震及余震序列明显），偶尔可见震群型。外生成因水库诱发型地震或其它人工诱发型地震常属单发式主震型或多发式震群型且序列短。天然构造地震序列往往属于主震余震型，其前震极微弱，因而与人类活动诱发型地震序列有明显的区别。大多数水库蓄水及渗入导致发震带物质结构和外应力分布的不均一性而呈现前
8、震余震型的序列特点。 13.3.4 内生成因水库诱发型地震的震源机制 目前水库诱发型地震的主流观点主要是正断层和走向错动断层两类震源机制。根据对水库地震震源机制的已有研究成果，可总结出以下3点重要特征，即由震源机制解得出的应力场与天然地震应力场或根据当地地质构造条件判定的应力场相同；水库诱发型地震的震源机制以走向滑动型和倾滑正断型为主（且前者多于后者，属逆冲型机制者极少）；随水库地震序列的发展震源机制解可能会由走滑型向倾滑型机制变化（当走滑型机制减少倾滑型机制占优势时则表明区域构造应力已经释放，库水荷载在诱发因素中占主导地位，地震活动已进入后期）。,13.4 诱发型地震的地质背景 诱发型地震具
9、有多种成因，不同成因类型的诱发型地震产生于不同的地质背景中。一般来说，较强地震的发生条件与地震区的构造体系、区域构造应力状态和应变积累速率以及地质、水文地质条件关系密切，较弱地震的发生则往往与地壳局部形态、岩体结构、外动力地质作用有关。因此，对于诱发型地震的地质背景条件不能一概而论，而应结合诱发型地震的成因类型加以具体分析。 13.4.1 诱发型地震的区域地质背景 大量事实证明，诱发型地震活动多出现在包括地台、褶皱带、地槽、等不同大地构造单元体内，或出现在包括板块边缘挤压区及世界主要地震带附近板块内的新生裂谷或活动带，也出现在历史上的无震区或稳定区等地壳稳定性不同的部位。因此，表现出了诱发型地
10、震地质背景的多样性与复杂性。诱发型地震在震中部位、震源深度、震级、地震序列等一系列重要特征上存在的较大差异反映了诱发型地震可能产生于多种地质背景上。一般认为，产生强烈诱发型地震活动的地质背景具有专属性。,13.4.2 诱发型地震发震区的地质条件 在具备产生诱发型地震的区域地质背景的地区诱发型地震活动是否必定产生还取决于该地区是否存在着必要的岩性、构造、水文地质条件及外动力地质作用等诸多因素。构造条件是断裂活化型诱发型地震的必要条件，应考虑的构造条件包括新构造活动迹象、活断裂及其应力集中部位（比如拐点、交汇点、等）断裂面的产状及力学特征、有无容许断块运动的构造空隙及破碎带等自由空间、构造因素对地
11、下水运动和地热迁移的影响、等，其中断裂带的规模、空间位置、断裂面的性质与渗漏特性、可能的错动形式、等是重要的控制因素。岩性条件是诱发型地震的重要条件，水文地质条件是控制水库诱发型地震的重要因素。,13.5 与水有关的诱发型地震机制 13.5.1 水对岩体的各种作用 水对岩体的各种作用表现为降低岩体及结构面强度、促进岩体中断裂的生长、荷载作用、空隙水压力效应、等。这些作用常常共同进行又以某一、两种为主（水的力学效应往往拌随着水的物理化学作用）。水在诱发型地震中的作用虽然是多方面的，但它毕竟不是诱发型地震的决定性因素，只有在特定地质背景和条件下、在应变能集中的部位上才能起到诱发地震的作用。水对岩体
12、的各种作用表现为以下4点，即1）降低岩体及结构面强度。2）促进岩体中断裂的生长。3）水体的荷载作用。4）空隙水压力效应。 13.5.2 水库诱发型地震的两种诱发机制 目前在水库诱发型地震的机制问题上主要有2种代表性观点，即水荷载诱发和空隙水压力诱发。水库蓄水后，水体荷载对库基岩体产生的附加应力是随即出现的，而空隙水压力效应的产生则需要一定时间（其时间滞后量取决于水向岩体深部的渗透速度及震源体对水的各种调整作用的敏感性）。 13.5.3 不同天然构造应力场条件下水库诱发型地震的诱发机制 水库诱发型地震发生在应力差相当大的天然构造应力场中，由于水库的荷载效应和空隙水压力效应的作用会使岩体产生错动而发震。,THE END 讲的不好，请大家多多提出批评！ 谢谢大家！,
