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 自然科学

从水库诱发地震活动规律探寻火山与地震的成因

发布时间:2019-12-04 点击: 来源:未知
水库诱发地震是指在兴建水利水电工程中,由于水库蓄水而引起的地震活动。世界上一部分大型和特大型水库蓄水后都伴有地震活动。据资料统计,目前世界上已有一百余个水库诱发地震的例子,我国有二十余例;且不少诱发地震均发生在天然地震的少震区和弱震区。
以下先对这种地震的各种特征和规律进行简要的介绍,然后检验用现有的“断层说”是否可对其进行合理的说明,然后用本文观点对其进行解释;最终再据此探寻火山及所谓构造地震活动的机理及成因。
1. 水库诱发地震活动的特征与规律的简介
根据参考文献[1]及[2]对其活动特征与规律简要介绍于下:
1.1 水库地震的震中大多分布在水库及其附近,且多发生在库坝附近的深水库区及其周边;一般距水域分布区不超过十几千米,且相对密集在一定的范围之内。其震源深度一般很浅,多数在数百至数千米范围内,很少有超过十千米的例子。
1.2 水库诱发地震的发生是有条件的,并不是所有的水库蓄水都会诱发地震。研究表明,水库诱发地震有两种重要的类型:快速响应型和滞后响应型。快速响应型水库诱发地震与水库水位变化密切相关,水库蓄水后,很快发生地震。快速响应型地震的成因之一是岩溶塌陷或气爆,多发生于溶洞发育的石灰岩库段。另一类型地震则要在开始蓄水相当长一段时间后才发生。其滞后时间长短各不相同,一般为数月到数年不等。百分之七十左右的水库诱发地震初次发震时间发生在蓄水后一年内。
1.3 多数水库诱发地震的最高震级不超过三级。据资料统计世界上诱发了5级以上中强震的水库约有二十余例,而诱发6级以上强震的水库只有四例。
2. 检验现有“断层说”可否进行合理解释
     由于快速响应型诱发地震的成因主要是岩溶塌陷或局部地质构造缺陷引起的,故这里不进行有关解释与讨论。对于滞后响应型诱发地震,参考文献[1]及[2]虽也涉及了对其成因的解释,但并未包含任何实质性内容。现提出“断层说”无法解释的以下问题:
2.1 无法解释地震能量来自何处
现以广东新丰江水库为例来说明这个问题。该水库湖的容量为139亿立方米。在水库未兴建以前,该地区几乎从未发生过地震,但在水库建成后自1960年至2014年发生震级分别为3.1~6.4级的地震共8次。因此,地震能量的来源只能从水库建成后的环境变化方面去寻找;其最大变化就是水库里储存了大量的水。水的巨大重力要使地壳下沉而释放出位能;它应该就是地震能量唯一来源;别的来源怎么样也无法找到。那么,仅为提供1次6.4级地震的能量,整个水库的水量应沉降的距离H可按下式解出(1)式中  W:一次地震释放的能量(J),对6.4级地震所释放的能量约为2.5×1014J;Q:水库总容量(m3),该水库约为139亿m3ρ:水的密度(kg/m3);g:重力力速度(m/s2):H:沉降距离(m)。.
将各参数值代入上式可算出,H=1.84m。显然,这样大的沉降量从经验和理论上来判断,都是完全不可能的;加之,这种位能只能转变成分散储存在地壳中的形变能,绝不可能都集中到震源点。还无法解释水库里的水为什么不一次沉降到位,而是分阶段多次沉降而形成多次地震;甚至延迟1年才沉降。
2.2 已知水库诱发的地震一般距水域分布区不超过十几千米,且呈相对密集分布状态;这说明其多数震源点大体呈环状分布在水库周围;“断层说”无法解释是什么力量使之形成如此复杂分布的板块断层错动带;更无法解释发生在水库中部的板块错动为什么不形成地裂缝而使水库的水漏掉。
2.3 有人认为水库储水只是起着触发普通构造地震的作用;也就是说地震的能量早就存在于地壳中,水库储水只像放鞭炮那样起着点火的作用;这样诱发地震的能量来源似乎一下就解决了。可是,这就无法解释诱发地震为什么大多发生在库坝附近的深水库区及其周边;难道众多水库都恰好选在这种断层上建造?更无法解释诱发地震的震源深度为什么有时比普通构造地震浅得多,无法解释形成这种从未见过的震源极浅的地震的机理又是什么。

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