矿震 采矿过程中的岩爆

地震是一种自然现象，据统计，地球上每年约发生500多万次地震，即平均每天要发生上万次的地震。

有些地震，如构造地震、火山地震等，是属于地壳运动过程产生的，与人类活动没有关系，属于天然地震；但是，还有一部分地震，虽然总体数量较少，但它们的发生却和人类活动有着密切的关系。

是的，你没看错，人类的某些活动确实能够导致地震的发生……

自20世纪60年代开始，学者们发现了许多人类活动引发地震的现象。

这些“可引发地震的”人类活动主要有：采矿活动、油气开采、废水注入深井、修建水库、核试验等。

今天，我们就简单科普下人类采矿活动、油气开采和水库建设这些相对常见人类活动引发的地震。

可能诱发地震的人类各种活动

01

采矿活动

采矿诱发地震简称矿震，是指由采矿工程引起的地震活动。

矿震在非天然地震中占比最大，约为 38%。

、岩崩、瓦斯突出、矿井塌陷，包括开采过后留下的采空区发生塌陷，都能产生矿震。

我国矿震震级一般不超过4级，破坏力不会太大，但因有部分采矿企业距居民区较近，仍可让部分敏感的群众产生震感，有一定的社会影响。

南非的金矿随着开采深度超过 1.5千米后频发矿震，其造成的岩爆和岩崩是金矿事故和死亡的最主要原因。

2005年和2014年，克拉克斯多普地区分别发生5.3级和5.5 级矿震，各导致2死78伤和1死17伤。

加拿大安大略省分布着世界上最深的矿区（>2千米）之一，2006年曾发生4.1级矿震，造成一定破坏。

02

油气开采

油气开采诱发地震的主要原因在于其开采过程中的深井注水以及开采后的废液处理等行为。

首先发现向深井注水能够诱发地震的现象是在美国的科罗拉多州西北部的Rangely油田。

这个油田在1957年就开始向油层注水加压，以提高原油产量，从1969年10月到1970年11月期间，该油田附近的地震监测台站记录到有1000多次小地震的发生，后经研究发现，这些诱发地震的数目和大小与注水的压力和注水量直接有关。

注水诱发地震机制的基本原理

在我国，西南某地的一个气田把油气开采中的废水用高压注入深井，诱发产生了 1997 年的 5.2 级地震和 2010 年的 4.2 级地震，震源深度 2 km。

西南某气田月地震发生次数与月注水量关性

03

修建水库

水库蓄水引起库区或邻区的地震数量出现明显的增高现象，可称之为水库诱发地震，或简称水库地震。

一般来说，大型水库的蓄水可以增加地层的荷载、增加地层孔隙压力以降低有效应力，从而显著改变下伏断层或裂缝的应力状态，触发地震发生。

再简单点说，就是水改变了断层原先的应力状态和介质的性质，从而改变了地震的活动性。

水库诱发地震问题最早出现在20世纪30年代。

1931年，地震学家在希腊的马拉松水库大坝蓄水后监测到小规模地震；1932年，在阿尔及利亚的乌德福达大坝，也观测到地震现象。

与其他形式的人类诱发地震活动相比，水库诱发地震的震级相对较大。

例如，1967年印度马哈拉施特拉邦的柯依纳水库6.3级地震，造成180人死亡、1500多人受伤，有数据显示，自1962年开始蓄水之后，这里发生的地震次数多达450次。

印度柯依纳水库

在我国，水库诱发地震也曾发生过。

在1962年3月19日，广东河源新丰江水库发生6.1级地震。

地震的震中烈度为Ⅷ度，震源深度约5千米，地震造成数千间房屋损毁，10余人死亡，数十人受伤。

此次地震是中国第一个水库诱发地震，也是我国测得震级最大的水库地震。

1962年河源6.1级地震等震线图

2017 年，研究人员统计分析了全球 577 个诱发地震的实例（见下图）。

这些地震的震中烈度大多在Ⅵ度以下，震源偏浅、极震区不大，除房屋局部受损外，未见人员伤亡报道。

其中，采矿诱发地震的震例要比水库的多。

各类诱发地震的比例

与构造地震、火山地震等天然地震相比，人类活动诱发地震的震源深度较浅、震级较低，活动有规律可寻，在一定程度上可以控制。

但采取哪些防御措施能够避免诱发地震的发生，仍是摆在我们人类面前亟需解决的问题。

参考文献

1.武汉地震研究所.印度柯依纳水库地震[J].地震，1981.

2.杨马陵，万永芳. 新丰江水库6.1级地震的监测、预防、救灾与重建(1960～1962) [J].华南地震.2012.

3.魏晓琛，李琦，邢会林，等. 地下流体注入诱发地震机理及其对 CO2 地下封存工程的启示[J]. 地球科学进展，2014.

4. Foulger G， Gluyas J， Wilson M. Human-Induced Earthquakes on the Rise[EB/OL]. （2017-01-25） [2018-11-01].

来源：震知卓见