近日，《通訊-地球與環(huán)境》刊發(fā)了香港中文大學(xué)教授楊宏峰及其團(tuán)隊(duì)最新成果。他們研究發(fā)現(xiàn)2019年四川威遠(yuǎn)頁(yè)巖氣田的5.6級(jí)地震前長(zhǎng)達(dá)11個(gè)月的先兆性斷層活動(dòng)。此前，該團(tuán)隊(duì)揭示了該地區(qū)的水力壓裂可誘發(fā)破壞性地震，這次研究則更加深入地探討其誘發(fā)機(jī)制，加深對(duì)水力壓裂誘發(fā)地震的認(rèn)識(shí)。
記者獲悉，自2017年以來(lái)，楊宏峰團(tuán)隊(duì)一直研究四川盆地（中國(guó)頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)的主要區(qū)域）的誘發(fā)地震。雖然大多數(shù)誘發(fā)地震規(guī)模較小，但有些地震可能具有破壞性，導(dǎo)致人員傷亡和嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失。由于缺乏對(duì)這些破壞性事件機(jī)制的深入了解，令制定有效應(yīng)對(duì)策略面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
早在2020年，楊宏峰團(tuán)隊(duì)揭示了2019年發(fā)生于威遠(yuǎn)頁(yè)巖氣田的極淺層地震可能與水力壓裂有關(guān)。水力壓裂是一種透過(guò)向低滲透性的頁(yè)巖層注入高壓水而產(chǎn)生裂縫，以提高頁(yè)巖氣產(chǎn)量的技術(shù)。該研究首次記錄因水力壓裂誘發(fā)的致命地震例子。2023年，團(tuán)隊(duì)更發(fā)現(xiàn)了水力壓裂誘發(fā)地震的新機(jī)制。
最新研究中，楊宏峰團(tuán)隊(duì)利用近斷層地震儀數(shù)據(jù)及先進(jìn)的數(shù)據(jù)處理技術(shù)，以極高精準(zhǔn)度（定位誤差小于10米）識(shí)別出2019年四川威遠(yuǎn)5.6級(jí)地震發(fā)生前的長(zhǎng)時(shí)間地震先兆訊號(hào)，并與該區(qū)頁(yè)巖氣開(kāi)採(cǎi)活動(dòng)有關(guān)。數(shù)值模擬進(jìn)一步顯示，無(wú)震滑移──即沿?cái)鄬拥木徛堑卣鹦赃\(yùn)動(dòng)──是長(zhǎng)時(shí)間先兆斷層活動(dòng)的主要因素。該區(qū)于2015年開(kāi)始開(kāi)採(cǎi)油氣，并設(shè)置多個(gè)水力壓裂平臺(tái)向頁(yè)巖注入高壓水。受H39平臺(tái)水力壓裂流體進(jìn)入斷層影響，斷層于2018年10月閞始活動(dòng)。隨后，因受到多個(gè)平臺(tái)持續(xù)水力壓裂的影響，先兆性前震因而沿著斷層向主震震源遷移。
“由于地震會(huì)在壓裂活動(dòng)結(jié)束之后發(fā)生，這使得難以及時(shí)採(cǎi)取有效緩解措施?！闭撐耐ㄓ嵶髡邨詈攴灞硎?，其研究發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間的先兆性斷層活動(dòng)對(duì)評(píng)估誘發(fā)地震的風(fēng)險(xiǎn)。這類持續(xù)性的地震活動(dòng)在地震前11個(gè)月反映斷層面的狀況，對(duì)隨后的破壞性地震有所警示，顯示微小的斷層運(yùn)動(dòng)如何逐漸演化至災(zāi)難性事件的發(fā)生。這些先兆訊號(hào)可視為活躍頁(yè)巖氣開(kāi)採(cǎi)區(qū)域的災(zāi)害預(yù)警。
該研究揭示了地震發(fā)生前長(zhǎng)時(shí)間的先兆訊號(hào)，為破壞性地震的誘發(fā)機(jī)制及救災(zāi)策略提供新見(jiàn)解。團(tuán)隊(duì)計(jì)劃繼續(xù)在四川盆地進(jìn)行研究，擴(kuò)大地震數(shù)據(jù)庫(kù)，以支持研發(fā)預(yù)警系統(tǒng)。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1038/s43247-025-02151-1
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