科罗拉多vs地震-科罗拉多地形
页岩气开发会诱发地震吗
许多人都问过我一个有趣的问题,那就是水力压裂是否会引起地震。虽然我并没有写过这样的文章,但好消息是很多人都写过这类文章!而最好的消息是我已经把他们的观点都囊括在了这篇文章中。
答案是:是的,水力压裂确实能够引起地震,但美国的大部分诱发地震是由废水注入地层引起的。下面就让我们来了解更多吧!
五十年代:石油和天然气工业是如何唤醒俄克拉荷马州(Oklahoma)休眠的断裂带的
石油和断层之间一直存在着某种联系。 断层是地球板块不完全对齐的地方,就像是行星扣错了衬衫。创造它们的力量也在地球上创造了一些“口袋”,这些“口袋”能够收集沉积的石油和天然气。所以一个有很多断层的地方也很可能有很多石油,而俄克拉何马州的历史和这两者都有密切联系。当地第一次有记录的地震发生在1882年,而第一个成功的商业用油井是在1897年钻探出来的——它们都出现在俄克拉荷马州还没成立之前。今天,这里出产的天然气比石油更多,但油泵千斤顶仍然是一个常见的景象,它们如同巨大的喙苍鹭一样,在路边、随便出现的一些后院和(巴斯代尔(Barnsdall)镇)大街中央上下跃动。
美国地质调查局(USGS)一位研究人为引发地震的地球物理学家乔治?乔伊(George Choy)说,在2008年以前,俄克拉何马每年可能发生几次3级及以上的地震,而2015年约发生了900次。乔伊和豪夫(Hough)等科学家的研究证据强烈表明,地震次数的增加是由于把石油和天然气开采中的废水(传统方式和水力压裂的方法)注入地球造成的。为了理解这是为什么,以及为什么科学家不能告诉你是否任何一次地震都是由石油行业造成的,你必须要把注意力集中在断层上。
USGS地震危害项目:诱发地震
在美国中部和东部地区,地震的数量在过去几年中急剧增加。1973至2008年间,美国中部和东部平均发生了21次3级以上地震。这一比率在2009至2013年达到平均每年99次3级以上(M3+)地震,并且这一速度仍在攀升。仅2014年,就有659个3级及以上地震。这些地震大多数在3到4级之间,大到足够被很多人感觉到,但又但又没大到能造成损害。当然也会有一些关于较大震级地震造成损失的事件报道,包括布拉格(Prague)的5.6级地震,俄克拉何马地震和科罗拉多(Colorado)的特立尼达(Trinidad)5.3级地震。这种地震的增加提出了两个重要的问题:
它们是自然发生还是人为造成的?
在我们探寻这些事件的因果以减少相关风险时,应该做些什么?
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USGS地震危害项目:神话和误解
一个关于水力压裂和诱发地震的事实列表。
地震研究通讯:关于污水注入、水力压裂、提高采油率和诱发地震的神话和事实
过去6年间美国中部地区的地震活动急剧增加……从1973至2008年,平均每年有24次3级及以上(M≥3)地震,到2009至2014年间增加到平均每年193次3级及以上地震,2014年平均发生了688次。在这增长过程中发生了多次破坏性地震,包括2011年俄克拉何马州布拉格发生的5.6级地震;2011年5月科罗拉多州特立尼达市的5.3级地震;以及2011年阿肯色州(Arkansas)盖格林布赖尔(Guy-Greenbrier)4.7级的地震。增加的地震活动局限在几个地区里,并有越来越多的证据表明,这些地点许多的地震活动是由附近油气操作中流体的深注入引起的。由人类活动引起的地震被称为诱导地震。然而大多数注入操作似乎不会诱发地震。虽然已经有消息清楚表明,这些地震是由与油气生产相关的流体注入引起的,但在这种基本的理解水平之外,大众媒体的认识仍旧比较混乱。
在这篇文章当中,我们试图去以一个非专业的观众的角度来发掘这一谜团的真相。
俄克拉何马州的地质学研究:俄克拉何马州的地质学研究
有许多正在进行的地震研究和检测获得了关于诱发地震很确凿的证据。
威奇塔鹰报(Wichita Eagle):在俄克拉何马州5.8级地震之后,新的断裂带被发现了
在俄克拉何马州发生的5.8级地震和一系列较小的余震,导致了一条新的断裂带的发现。
这一发现引起了一些科学家对其他未知断层产生的担忧,这些断层可能会由被注入地下深处的石油和天然气废水引发。
本州和联邦监管机构本周表示,俄克拉何马州东北部的32个待处理采油井必须关闭,因为它们太靠近新发现的造成该州9月3日最大地震的断裂带了。
这次地震震惊了威奇塔和堪萨斯州的许多地方。它对一些城市和郡的建筑物造成了轻微损害。
美职联足球赛程
美职联足球赛程如下:
1、第九轮赛程
9月28,07:30,费城联合 VS FC达拉斯。
9月28,09:30,科罗拉多急流 VS 温哥华白帽。
2、第十轮赛程
10月1日,07:30,哥伦布机员 VS 费城联合。
10月1日,07:30,国际迈阿密 VS 纽约城。
10月1日,07:30,新英格兰革命 VS 夏洛特。
10月1日,07:30,纽约红牛 VS 芝加哥火焰。
10月1日,07:30,奥兰多城 VS 蒙特利尔冲击。
10月1日,07:30,多伦多FC VS 辛辛那提FC。
10月1日,08:30,休斯顿迪纳摩 VS FC达拉斯。
10月1日,08:30,明尼苏达联 VS 圣荷塞地震。
10月1日,08:30,纳什维尔SC VS 西雅图海湾人。
10月1日,08:30,圣路易斯城 VS 肯萨斯体育会。
10月1日,09:30,科罗拉多急流 VS 奥斯汀FC。
10月1日,10:30,洛杉矶银河 VS 波特兰木材。
10月1日,10:30,温哥华白帽 VS 华盛顿联队。
10月2日,08:00,洛杉矶FC VS 皇家盐湖城。
10月5日,07:30,蒙特利尔冲击 VS 休斯顿迪纳摩。
10月5日,07:30,夏洛特 VS 多伦多FC。
10月5日,07:30,辛辛那提FC VS 纽约红生。
关于美职联的介绍和赛季时长:
1、美职联的简要介绍:
美职联是美国职业足球大联盟,是美国最高级别的职业足球联赛,筹建于1993年12月17日,1996年举行首届赛事。大联盟由26支美国球队及3支加拿大球队组成,分为东西部两大联盟,实行准入制而非升降制,由美国足球协会管理。
2、赛季时长
和欧洲不同,美职联的赛季不是跨年度的,而是从年初一直打到年终。2023年的常规赛从2月25日开始,一直到10月21日结束。之后是季后赛,从10月25日开始,总决赛是12月9日,整个赛季持续时间长达9个半月。
和包括NBA在内的美国其他职业联赛相同,美职联没有升降级,因此即是球队是倒数第一也不用担心降级。
以上数据出自SouPng足球网。
综合物探在地下环境评估中的应用
(一)岩溶、洞穴地质调查中的物探方法
对岩溶的地球物理调查一般分为两个阶段。第一阶段是评价形成岩溶的基本条件和因素,对岩石及有关的构造进行填图,包括研究岩溶发育层位的埋深和状况、与岩溶发育有关的破碎带、断裂带的位置、覆盖物各个层位的组分和厚度及地下水运移状况等,采用的物探方法主要是电阻率法和地震折射法。第二阶段是直接探测岩溶洞穴的位置、产状及充填物的性质等,采用的方法有电阻率法、地质雷达、地震法、微重力法、射气法、井中雷达和井中无线电波法等。这些方法同样可用来探测其他的洞穴,如矿山老硐等。
由于岩溶发育区的地质条件差异甚大,故物探方法的使用也是因地制宜。从近年国内外岩溶地质调查的方法应用情况来看,各种物探方法在一定程度上均可用于岩溶的调查和研究。美国和其他国家在岩溶发育区曾采用多种物探方法进行过试验研究。现对一些方法及其特点作简单概述。
1.地震法
用于岩溶调查的地面地震方法包括地震折射法和高分辨率反射法。美国研究人员在方法试验研究的基础上提出了折射波形和折射扇形排列两种方法。它们本质上属于标准折射法在排列方式上的两个变种。折射波形法是使震源和检波器之间的距离保持恒定,一般为待勘查目标的4倍。测量时通过信号的振幅和走时的变化来圈定异常。折射扇形排列法与折射波形法的区别是它使用多个检波器排列成半圆形,备检波器至震源的距离均相等。这两种方法野外作业简便、快速,解释简单,成本较低。在美国佛罗里达州三个岩溶发育区的调查结果表明,它们对探测浅部的干溶洞效果颇佳,但探测深度不大。
高分辨率反射法在岩溶调查中也具有良好的效果。它可用于查明岩溶区的基岩地质条件和覆盖层地质条件,圈定出潜在岩溶塌陷危险区或地段。野外作业时一般采用多道接收、多次覆盖,并通过增强主频率和提高信噪比来提高分辨率和探测能力。在条件适宜时应采用横波反射法,这是因为横波反射法比纵波反射法有较高的分辨能力(一般情况要高1倍以上)。
钻孔地震成像(包括钻孔-地面、钻孔-钻孔等测量方式)也可有效地探测岩溶。该方法通过测量地震波,以成像的方式,可较准确地圈定出较深部和钻孔之间的溶洞,并可确定出溶洞内及其周围物质的物性参数和水文地质特征等。
2.电法
探测岩溶最常用的电法有电阻率法、电磁法、自然电场法和地质雷达法等。电阻率法作为传统的电法在岩溶探测中被广泛使用。它具有较好的垂向分辨率,适合于浅部和深部溶洞的探测,为提高探测能力,往往采用多种电极排列方式,如温纳和单极-偶极排列等。使用电阻率法时,应该特别注意溶洞的充填情况,如空溶洞电阻率高,而充水溶洞电阻率低。
自然电场法探测渗漏地带,确定地下水的流速和流向以及地下水和地表水的关系。该方法在查明岩溶发育区的地下水系分布规律方面效果良好。
地质雷达作为一种较新的探测技术,近年来在岩溶地质调查中取得了很好的效果。美国和欧洲的一些国家已将其作为岩溶探测中一种必备的常规手段。该方法适用于低导电覆盖区,可非常准确地确定出地下溶洞的埋深、大小,并且具有很高的分辨率,可直接探测出极小的岩溶特征(其尺寸甚至小到零点几米,当然这还取决于其埋深)。该方法的局限性是受地表良导层的影响甚大,良导层的存在会大大减小其探测深度。因此,地质雷达适用于探测浅部的岩溶,探测深度一般为6~9m,在非常干燥的砂土覆盖区可达30m。
3.重力法
重力测量广泛用于岩溶、洞穴等探测,尤其是微重力测量。西方国家的一些研究人员将微重力测量作为岩溶发育区普查和详查中的主要方法之一。实际野外测量时测网的布设取决于所研究的洞穴特征,目的是使被探测对象能够明显地分辨出来。用重力法探测溶洞,无论溶洞是空的还是被物质所充填,其密度一般比围岩的密度要低,故在重力剖面上溶洞的位置与负重力异常相对应。重力测量的缺点在于干扰因素较多,如地形的起伏、近地表物质的不均匀等。因此,重力测量最好是用于地形平坦区。
4.射气测量法
经验表明,岩溶发育地段对应于线性带状射气场。这种场反映了断裂裂隙带和地动力带的存在,而这些构造活动带导致了岩溶的发育。在这样的地段范围内划分出低值带和局部最小值则是最有利于岩溶发育的部位,有可能对应于溶洞。
莫斯科地质勘探学院曾在莫斯科、卡卢加和其他地区利用射气测量进行了大比例尺岩溶区划,取得了良好的效果。射气测量的浓度低值异常与岩溶发育特征对应。尽管其机理尚不完全清楚,但实际观测结果所反映出二者的相关性,可用来有效地查明岩溶特征的分布。
(二)物探方法在岩溶、洞穴调查中的应用
1.评价与监测由岩溶引起的地面沉陷
岩溶区溶洞的发育是造成地面沉陷的直接原因。为了有效地评价可能发生的地面沉陷,需要查明溶洞的发育规律和分布特征。
在美国北卡罗来纳州威尔明顿西南17km处有一条铁路干线通过。沿该铁路干线,时常出现地面沉陷甚至崩塌现象。这一地区地质剖面自上而下分为砂层、粉砂粘土岩、薄砂岩和灰岩(图5-16)。引起地面沉陷和崩塌的直接原因是由于地下发育有直径甚小(小于1m)的岩溶管。岩溶管最初发源于灰岩中的小溶洞,然后逐渐扩展到上覆的粉砂质粘土层、砂层,直到地表。尽管这种岩溶管在地下的直径很小,但一旦引起地面塌陷,其范围可达到6~15m(直径)。为研究和摸清该地区岩溶管的发育特征,研究人员最初沿铁路干线打了100多口浅孔,但结果很不理想。
图5-16 美国北卡罗来纳州某铁路干线的地质断面示意图
为此,研究人员选择了地质雷达进行试验。初步的雷达测量结果表明,虽然其探测深度达不到基岩的深度(因为基岩之上为良导的粘土层),但粉砂质粘土层顶部的形态特征可作为指示地表沉陷的一个标志,而雷达可有效地探测到这一标志。通过钻孔对地质雷达异常进行了验证,结果在异常处打到了岩溶管。
继地质雷达试验工作取得成功之后,又开展了以地质雷达为主,结合地震折射和微重力的综合物探测量。通过对不同测量结果的分析和对比,可较好地查明覆盖层和基岩中是否存在已有的或潜在的岩溶特征。例如,若重力显示出低异常且雷达剖面亦有异常反映,那么在基岩中存在着溶洞,且上覆的盖层中也发育有岩溶管特征;若重力剖面有低异常而雷达剖面无异常反映,则表明基岩中有溶洞但尚未发育岩溶管。根据折射测量结果可确定出基岩的深度,并可判断出有利于发生塌陷的强风化和溶蚀的基岩地段。此外,通过深入分析地质雷达剖面上的异常细节 可以对岩溶的发育特征以及可能发生的地面沉陷所处的发育阶段进行正确的评估。
为了对该地段可能发生的地面沉陷进行监测,在本次测量之后六个月又利用雷达进行测量,目的是识别异常的变化情况,以此来判断岩溶的发育。第二次测量与第一次测量所反映的异常几乎没有变化,表明两次测量期间岩溶状况无明显变化。以后每隔六个月作一次雷达测量,以对这一地区可能发生的地面沉陷作长期监测。
2.探测矿区的地下硐室和矿山巷道
在许多老的矿山基地,由于开采而遗留下地下硐室、洞穴或老窑。它们会导致地面沉陷,从而给矿区的生产安全、地面上的公共设施和人民生命财产造成严重的威胁。因此,在开采区,地下硐室的探测已成为一项重要任务。物探方法在这一领域可发挥重要作用。
国内外的资料显示,地震方法,特别是高分辨率地震反射法、电阻率法和一些放射性方法等可用于矿山开采中的地下废巷道、硐室等洞穴的探测,并且取得了较好的实际效果。
美国科罗拉多大学利用地震方法对探测和定量描述废弃的煤矿巷道进行了理论研究和实际探测。理论研究表明,三种物理效应使地震方法完全适用于洞穴的探测:①洞穴的直接反射或散射;②由洞穴共振诱发的二次反射或散射;③应力诱发的速度效应。其中第三种效应是相对新的研究成果,它已得到实际观测结果的验证。这一效应的实质内容是:空洞的存在会大大影响到其周围的原始应力分布而诱发速度的变化。由于洞穴周围的侧向挤压增强,使得洞穴上方传播速度增大。这样,用地震测量便可探测出地下洞穴。研究人员在美国中西部三个煤矿区作了野外测量。地下巷道的直径为1~3m,位于10~30m深度的煤层中,既有空的也有充水的,用该方法取得了较好的探测效果。
美国堪萨斯州地质调查所等单位利用浅层高分辨率地震反射法探测煤层内的洞穴。在堪萨斯东南的浅部采煤区(煤层深度7~10m,厚度0.6~1.0m)曾进行房柱式开采,煤层采空后形成地下洞穴,易产生地面沉陷,他们用地震反射法确定洞穴位置。在12次覆盖的共深点剖面上,可以明显地看到,洞穴与煤层相比,波的振幅较低、频率较高、相干性差、信噪比低,二者易于区分。地震测量结果得到钻探的证实。此外,在另一个实行水采的盐矿(盐层深120m,厚60m)中,直接探测到了地下50m深处盐岩溶形成的洞穴等。
原煤炭工业部煤炭科学研究院从20世纪80年代开始,用二维自动地电阻率在北京市门头沟区系统探测地下废巷道、洞穴等。由于小煤窑开采时代久远,地下老窑分布范围大,一般距地表10~100m,最深达160m,形成复杂的窑口、窑道和采空区。针对复杂的地质情况,物探人员在施工中合理地布置测量装置,采用单极-偶极测量装置,用统计平均剔除法校正地表不均匀的影响,并用拟断面图进行资料处理解释,根据处理解释结果定出了研究区内(1.8km2)的老窑分布。为了验证解释结果,专门设计了验证孔,结果两个验证孔分别在约60m和45m的深度见到老窑采空区,表明该方法的探测效果良好。
3.确定水库区、湖区、河床堤坝的渗漏点和泄漏带
在岩溶发育地区兴建的水库、湖区以及坝区内,由于岩溶特征的发育往往会导致严重的渗漏或泄漏。为此,必须采用有效的方法寻找渗漏点,以便采取相应的补救措施。
一般而言,自然电场法、电阻率法可用来确定渗漏点或圈定泄漏带,并且效果颇为明显。在水库、湖区渗漏点上往往出现明显的自电负异常,据此可快速地找到渗漏点。编者曾在江西某水库使用自电法在库区查明了若干个渗漏点。电阻率法的使用应根据实际情况采用不同的排列装置。如在美国佛罗里达州中西部兴建了一些用于旅游业、农业的人工湖。由于地处岩溶区,人工湖出现严重的泄漏现象,为此使用了电阻率测量。根据湖区的地质、水文和地形等条件分别采用了不同的排列方式,其中包括温纳电剖面和测深排列、对称四极排列和单极-偶极排列。测量结果显示出与线性裂隙(它们是引起湖区泄渗的原因)有关的异常,由此成功地探测到泄渗地带,这为后来采用的补救方案和措施提供了必要的信息。
(三)无机污染的地下水监测
被无机盐污染的水,由于离子浓度增高,使其电阻率降低。一般来说,地下电阻率与介质孔隙的连通性、孔隙中是否有液体以及液体的电阻率有关。如果孔隙的大小和连通性基本不变,而液体的电阻率只和污染有关,用电法就可以确定污染的范围和程度,通过电测深和时间域电磁法可以确定污染的垂直分布,而通过电剖面法和频率域电磁法可以确定污染的横向范围,用电(磁)测量比只用钻探成本低、效率高。此外,电(磁)测井也是一种辅助手段。
应用地面电测监测污染的基本条件是:污染水与非污染水电阻率有明显差别,埋藏不太深,污染水体有一定的厚度,地表物质电性比较均匀。工作时可先用电测深或时域电磁法确定污染水体顶底板深度,然后按一定系统进行固定极距的电剖面或固定装置和频率的频率域电磁测量。电测一般都要与少量监测井互相配合。不同岩性的电阻率变化会形成对污染监测的干扰,因此,在解释时要注意利用地质、钻探和其他地球物理资料。
对工矿废水污染的监测是受到广泛关注的问题。利用地球物理方法对工矿废水进行污染监测有许多成功的实例。
美国威斯康星州索克维尔烟尘堆积场原来是一个砂砾开采场,从1970年以后威斯康星电力公司用它来堆积发电厂的烟尘。该地地表为不分层的冰碛物,厚度由20~100ft(6.1~30.5m),基岩为白云岩。从1974~1980年在堆有烟尘和尚未堆积的地段共打了33口监测井,为了对地下水的污染情况进行全面的了解,开展了电测深。在有监测井的地方都布有测深点,以便把地电剖面同地质剖面相关起来,测线大致垂直地下水的流向,测线距离60ft(18.3m),供电电极距由1ft(0.3m)逐次加大到200ft(61m)。电测深与采集水样同时进行,即每月1次,这样能准确知道潜水面深度、水温和电导率,以便确定电阻率变化与水质的关系。电阻率也会因不同季节 土壤含水量和温度的变化而变化,这会掩盖水质的变化。为了解决这一问题,对砂、砾和粘土样品与温度和含水量的关系进行了室内测定,以便在对电测深资料进行解释前消除这些因素的影响。图5-17为一条测线的地电断面图(图5-17a)及根据它得出的水质断面图(图5-17b)。由此可以看出用电测深资料可定时地监测污染的范围随时间的变化,它所提供的水质断面图比只靠少量监测井要详细得多。
工厂的废水排入地下,不仅污染水源,有些地区还加速地下岩溶的发育过程。例如,在俄国的奥卡河沿岸有一个大的化工厂生产硫酸,酸性废水渗入地下,溶蚀了石膏质的岩石,在这些岩石中形成了岩溶洞穴,老洞穴不断加大,新洞穴不断出现,连接成地下通道,沿这些通道,溶解的物质流入奥卡河,造成河水污染。地面电测和河水电阻率测量可以圈定岩溶水的通道位置并且评价岩溶作用随时间的发展。从图5-18中t1和t2两次观测的视电阻率曲线可以看出电阻率低的加宽,是溶洞加宽的结果。河水电阻率测量表明,被溶解物质的流入量明显增加(电阻率低,面积扩大)。上述测量确定了废水污染的范围和程度,以便采取必要的措施。
图5-17 测线的地电断面图和水质断面图
图5-18 用电法监测工厂废水对岩溶的加速作用图
在葡萄牙西北的埃斯塔雷亚化工联合企业,废水通过渠道排入6km外的潟湖,其他废料则贮存在附近的人工池内。该地近代风成沙覆盖着潟湖淤泥,下面为薄层第四系沉积,再往下为白垩纪沉积直接覆盖在前寒武系片岩上。共有两个含水层,上层在风成沙内,与渠道内的废水直接接触,下层在第四系沉积的底部。上层水在化工企业附近有严重污染,下层水在西面有咸水侵入,在化工企业附近也受到污染,这在钻孔的水样中有所显示。所做物探工作用于确定污染水的分布和地质控制因素。电磁填图先采用10m线圈距测水平磁场,其探测深度对应于上含水层,然后用20m线圈距测垂直磁场,探测深度对应于下含水层,结果表明上层水污染区电阻率低达20Ω·m,发育于企业的西南侧。下层水污染区的电阻率低至10Ω·m。此次电磁测量结果与20世纪70年代所作电测深加以对比,确定了污染随时间的发展。电阻率-深度断面与钻孔控制资料大体吻合,在化工企业附近及西南侧电阻率低于5Ω·m的地方,水样pH=4,Fe:625×10-9g/mL,Cu:834×10-9g/mL,Pb:111×10-9g/mL,Zn:2848×10-9g/mL,Mn:710×10-9g/mL等,而在电阻率超过200Ω·m的非污染区,上述金属浓度要低几至几十倍。地震折射结果表明,第四系沉积物的波速1.6~1.8km/s,白垩系沉积物2.2~2.3km/s,前寒武系片岩2.8~3.4km/s,利用折射法可圈出片岩面的局部构造,后者控制下含水层污染的横向范围。
矿山和油田废水也是地下水和地表水的重要污染源,例如美国全国有成千上万口已废弃但密封不好的油气井,当由于二次回采而使产油层产生过压时,这些井会使注入的油田卤水沿钻孔向上运移而进入浅部用作饮水的含水层。在俄克拉荷马州林肯县产油的普鲁砂层附近曾利用可控源音频大地电磁法(CSAMT)来圈定卤水的污染。20世纪30年代就开始从普鲁砂层采油,从50年代开始注入卤水来提高回采率。瓦穆萨组是该区饮水的主要水源层,淡水层的底部深度变化于40~135m之间,固体溶解物总量(TDS)低于500mg/L。1979年所打的试验井表明,在油田上含水层的卤水含量异常高。在该区选出的一些部位按一定网格开展了CSAMT测量,图5-19给出一口废井附近典型的视电阻率拟剖面图,它表明深部的良导物质朝地表运移,其他一些测线上也测到另外一些污染体。根据物探结果所打的两口试验井的Br/Cl比值表明,瓦穆萨组的污染源确实是普鲁砂层的卤水。
图5-19 废注水井附近的视电阻率数据剖面图
直升机电磁测量也成功地用于调查矿山废水的污染范围。德国威悉河含有大量的卤水通过不来梅市,卤水是由上游的几个钾盐矿山排放的,它使河水电阻率降低到小于6Ω·m。航空电磁测量追索到电阻率低于6Ω·m的污染区,异常的范围远远超出河床本身,说明卤水已侧向侵入沿河的浅部含水层,而该含水层是城市供水含水层。为了验证航电的结果,又对浅部含水层进行了钻探取样和分析。花两年时间打了很多钻孔,而航电测量只花两天时间,令人吃惊的是,两种方法所得到的结果完全一样。
小结
环境与工程物探在解决环境与工程地质问题中具有广泛的用途,表5-1为环境与工程物探常用方法及解释地质问题能力一览表。
表5-1 环境与工程物探常用方法及解释地质问题能力一览表
续表
注:★表示直接方法及有效。☆表示间接方法及可以适用。
一般震后为什么会出现雨雪天气
地震是发生在地层中的一种自然现象,包括火山地震、陷落地震和构造地震几种。其中,造成人类灾难的主要元凶是构造地震。
经科学监测,构造地震多发生在地表以下5~30公里的范围内,是一种破坏性很强的地震。据调查,具破坏力的构造地震发生前有许多奇怪的现象发生。
①地声。地声一般出现在震前几分钟、几小时或几天内。实际上临震前几分钟内出现者居多。有的地声如滚雷、炮声、撕布声、拖拉机声、风声等。
②地光。在我国近年就至少有二三十次地震伴有地光,地光的颜色很多,有红、黄、蓝、白、紫等。地光的形状不一,有的呈片状或球伏,也有是电火花似的。地光的出现时间一般很短,往往一闪而过,所以不易观测。
③反常的大气物理现象。如怪风、暴雨、大雪、大旱、大涝、骤然增温或酷热蒸腾等。与此相应的温度、气压、温度的变化,会使人体感到不适。
④动物行为反常。据统计,目前已发现地震前有一定反常表现的动物有130多种,其中反应普遍且比较确切的约有20多种,这些动物的反常表现大体有三类:兴奋型异常,如惊恐不安、不进圈、狂吠;如癫如狂,仓皇逃窜;惊飞、群迁等。抑制型异常,如行动变得迟缓,或发呆发痴,不知所措,或不肯进食等。生活习性变化,如冬眠的蛇出洞,老鼠白天活动不怕人,大批青蛙上岸活动等。
⑤水位变化。1975年2月4日海城地震之前,先后发现467口井水位有升降变化,此外出现井水翻花冒泡、变浑、变味、变色、浮油花等总共449起。1970年1月云南玉溪大地震前,某地旱情十分严重,但在大震前六、七天,却有几口井的水位突然显著升高,有的甚至溢出井外。
⑥地氡和水氡增加。1966年,苏联的塔什干发生一次5.6级地震。该地区有一口2000米的深井,自1961年起至震前,井水中氡的含量增加了3倍,地震发生后又恢复正常。以后,许多国家相继利用井水开展氡气测量,用以预报地震。
⑦电磁异常。日本江户有一位商人,在1855年江户大地震发生的当天,发现吸到磁铁上的铁钉突然掉落在地,时过两小时,一次破坏性大地震发生了。1872年12月15日印度发生地震前,巴西里亚至伦敦的电报线上出现了异常电流;1930年日本北伊豆地震时,电流计也记到了海底电线上的异常电流。1976年唐山大地震前,驻在唐山北部的解放军某部军营几个士兵发现,地下的钢筋迸发出明亮的电火花。
⑧ 地形变化。从多年来的大地测量结果中发现,中国几次较大的地震,震前都有地形变活动。1968年山东郯城8.5级大震之前,在震中区东面海上有个小岛,因地面隆起,居然同大陆连成一片。地震爆发时,极震区东侧猛然上升,使相邻的江苏赣榆东面的海水后退了十五公里。日本在几次大震之前,也发觉了异常变化。如1964年日本新泻地震之前9小时左右,发觉了应变异常。
这些震前的异常现象蕴藏着同一个巨大的科学秘密。
多年来,构造地震的发生机制主要有以下三种假说:⑴断层说,是指地应力积累的应变能量破坏了岩层,导致岩层断裂而发生地震;⑵岩浆说,指地下岩层导热不均,部分体积膨胀导致岩层断裂而发生地震;⑶相变说,指地下物质在一定温度和压力下,结晶状态发生了改变导致体积变化引发地层断裂,产生地震。
上述的假说对一些震级较小的地震有一定的说服力,但对破坏性地震是无法让人信服的——地层断裂怎么会产生极具破坏力的横波和纵波呢?为什么会引起大气的异常?为什么会有电磁异常?为什么会引起一些动物行为的反常呢?
特别是,地层断裂怎么会在震前的天空产生绚丽的地震光呢?
关于地震光,至今没有一种大家都接受的科学解释,主要的解释是加利福尼亚大学物理学家弗里德曼·弗罗因德的想法:在地震前形成的巨大压力导致火成岩暂时成为“P形”半导体,它们包含能传导电荷的“空穴”,由于挤压过程导致岩石中“过氧族”物质的电离,一些电荷将会达到岩石表面,是这些电荷的聚集,产生了奇怪的发光现象。
尽管这一假说成为当今的主流说法,但是,地面的岩石是不会受到他所说的那么大压力的,这种“压电效应”不会在地表产生,地表的空气怎么会被电离呢?
要知道,一些强震释放出的能量,相当于千万吨级当量的核弹爆炸时释放的能量,自然界只有雷电才可以与之相提并论,怎么可以用地层断裂来引人入“谜”呢?很多问题根本不能用地层的机械运动来说明,可以说,关于构造地震的假说都是不完美的。想找到地震光产生的原因,必须弄明白地震发生的原因。
很多地震学家早就发现地震前的一些怪异现象无法用地层断裂来解释。
还有令人莫明其妙的“水库地震”,都无法用现有的地震理论来解释。这种地震和水库蓄水的过程有着密切的联系,水库刚积水时,无震或发生小震,水满后发生大震,以后逐渐减弱甚至消失。1962年3月19日发生在我国新丰江的6.4级地震就是最大的水库地震之一。
与此相类似的还有注水地震:将水注入地下深处,同样会发生地震。比如,美国科罗拉多州首府丹佛的东北部,一座军工厂为处理废水,凿了一口3614米的深井,开始使用后就发生了地震,而且,地震的发生次数随着注水的增减而增减,注水停止,则地震也停止了。
地震为什么与水休戚相关呢?水是造成“构造地震”的主要原因吗?
人们陷入了莫明其妙的猜想之中,却不去想地震的本质。其实这也难怪,大地是中性的,谁能把地震与雷电联系起来呢?人们用摩擦来解释云层带电,地层怎么会带电呢!
如果我们明白地内存在巨能电场,那么,就不会奇怪地层会带电。
地核在巨大的压力和高温中,电子会加速逃逸,并分布在地层下的低温面上,这种“温差发电”原理使地层下面存在着大量的自由电子,这些电子形成了一个负电层。在这个负电层电场的作用下,地壳中的某些导电率较高的地层会因极化作用,在下表面积累一定的正电荷,上表面积累一定的负电荷。1830年,英国的福克斯(p.fox)首先在黄铜矿上发现地下局部电场。20世纪20年代,地电场被用于勘探有用矿床。但直至今天,人们仍未能认识到这种电场的本质——这正是地下电场的感应电场。
如果相邻的地层间有一定的“绝缘”,那么,这两个地层会产生巨大的电势(电压),这个电压达到一定值时会发生剧烈的放电现象,将绝缘层击穿,同时伴生出声、光、波和热能,这就是地下雷电产生的原理。这种电势的产生与地层物质的导电率有关(比如:岩层的湿度等),它和云层中雷电形成一样,严格受导电率的影响。水在岩层中渗透时,会溶解一些物质而增加导电率,因此,我们就会明白为什么会发生水库地震和注水地震。
从地震发生的频率来看,它与雷电发生的频率也是相近的。全球地震每24小时约1.8万次,似乎与雷电每24小时800万次的频率相差悬殊,但是,大气层所占的空间体积比地壳的总体积要大几千倍,如果考虑单位体积和介质密度,那么,地震与雷电的发生频率也没有太大的差别。
在两个地层的电势形成过程中,地表层中会有电流产生。地面会出现重力失常,地磁失常。个别地层中的局域电场会对其同性电场产生斥力,这种力足够大时,地面会发生倾斜、隆起,水位变化;两个异性电场的地层间由于引力会产生巨大的压力,地层中的气态物质会受压被排出地层,如:氡等,造成地氡和水氡的增加,并引起井水冒泡、浑浊,甚至在空中形成“地震云”;一些对重力和地磁变化敏感的动物会感受到灾难的迫近,如:家畜不安;巨大的电场放电现象伴生出闪电一样的地光,如:放出蓝光、红光;云层中的正负电平衡被破坏,天气受影响,如:出现阴雨天气。剧烈的放电现象发生时,巨大的能量会破坏地层结构,并且以横波和纵波的形式向四周传播。
其实,这个原理早在中国古代就已经被认识到了,在古人眼中,“震”是什么?震就是雷电,在《周易》中就有许多关于“震”的卜辞,比如,“震遂泥”的意思就是“雷电坠落到地上”。而“地震”就是“地下雷电”的意思,它被称为“五雷”之一。
早在西周年间,人们就把地震和雷电统一起来了。《诗经·小雅·十月之交》中写到“烨烨震电,不宁不令。百川沸腾,山冢崪崩。高岸为谷,深谷为陵。”诗的大意就是:雷电的闪光让人不得安宁,河流中的水象沸腾一样,山顶突然崩坠,较高的河岸变成低谷,深沟却隆起来变成了丘陵。这段描述把雷电与地震紧密联系在了一起。
翻开《国语·周语》我们会找到这样一句话:“阳伏而不能出,阴迫而不能蒸,于是有地震。”
意思是,阳气潜伏于地下不能出来,阴气受到压迫不能蒸腾,所以有了地震。这是以阴阳二气的矛盾来解释地震现象的。
这种朴素的唯物主义解释足以让我们许多科学家茅塞顿开。如果我们能够认清古代人所说的阴气和阳气指的是什么,那么,许多人都会恍然大悟。
古人所说的阴气和阳气与我们现在所说的负电和正电竟然具有异曲同工之妙,其实我们祖先所说的阴气与阳气的本义,就是现代人所说的负电与正电。
古人的卓越智慧真的让我们很惊诧。我们今天对地震的解释真的没有透过现象找到本质。古人的关于地震的解释是很有启发性的,聪明的中国古代思想家早在几千年前就发现了地震的本质,但遗憾的是封建社会对科技的扼杀使人们放弃了许多真实的东西。
地层与地层间积蓄着正电和负电——这正是古人说的“阳伏而不能出,阴迫而不能蒸”啊!
人们都在忙着吃喝玩乐赚大钱,谁会有心读《国语》并研究其中的语句呢!
是地震导致了地层的断裂,而不是地层断裂造成了地震,是谁弄反了前因后果?
地层与地层间的相对电压才是地震产生的原因,而我们有关部门监测“地电”的方法却是:在同一地层中的几个点上埋设电极,电极间的距离由几百米到几公里,用检流计或电子电位差计自动记录。
同一地层中的“地电”变化与地震的发生并没有本质的联系,这种方法等于在监测电场的“等势面”,用此方法监测地震必然是无效的——方向错了。地层与地层之间积蓄的电势才是酝酿地震的元凶,应该监测的是垂直方向的电势变化和电流变化。
人们可以通过在地层中建立类似“避雷针”那样的“避震机制”,或通过定量注水引发“小震”来防止“破坏性地震”的发生。
地震会影响同一板块的地区吗?那同一板块又是怎样划分的呢?
简单地说,地震的原因主要有:地球各个大板块之间互相挤压.另外还有火山喷发引起.
地震分为天然地震和人工地震两大类。天然地震主要是构造地震,它是由于地下深处岩石破裂、错动把长期积累起来的能量急剧释放出来,以地震波的形式向四面八方传播出去,到地面引起的房摇地动。构造地震约占地震总数的90%以上。其次是由火山喷发引起的地震,称为火山地震,约占地震总数的7%。此外,某些特殊情况下了也会产生地震,如岩洞崩塌(陷落地震)、大陨石冲击地面(陨石冲击地震)等。
引起地震的原因很多,据此可分为构造地震、火山地震和冲击地震,人类活动也可以导致发生地震,称为诱发地震,如水库地震。
一、构造地震
构造地震是由构造变动特别是断裂活动所产生的地震。全球绝大多数地震是构造地震,约占地震总数的90%。其中大多数又属于浅源地震,影响范围广,对地面及建筑物的破坏非常强烈,常引起生命财产的重大损失。
我国的强震绝大部分是浅源构造地震,其中80%以上均与断裂活动有关。如1970年1月5日云南通海地震(7.7级),是曲江断裂重新活动造成的。1973年2月四川甘孜、炉霍地震(7.9级),是鲜水河断裂重新活动造成的,并在地震后在地面形成一条走向NW310°、长100多km的地裂缝。
世界上许多著名的大地震也都属于构造地震。1906年美国旧金山大地震(8.3级)与圣安德列斯大断裂活动有关。1923年日本关东大地震(8.3级)与穿过相模湾的NW-SE向的断裂活动有关。1960年5月21日至6月22日在智利发生一系列强震(3次8级以上的地震,10余次7级以上的地震),都发生在南北长达1400km的秘鲁海沟断裂带上。
(一)构造地震的成因和震源机制
这个问题是地震预报理论中最核心的问题,也是目前仍在继续探讨和需要解决的问题。
在地壳及上地幔中,由于物质不断运动,经常产生一种互相挤压和推动岩石的巨大力量,即地应力。岩石在地应力作用下,积累了大量的应变能;当这种能一旦超过岩石所能承受的极限数值时,就会使岩石在一刹那间发生突然断裂,释放出大量能量,其中一部分以弹性波(地震波)的形式传播出来,当地震波传到地面时,地面就震动起来,这就是地震。
从已发生的地震来看,它的发生跟已经存在的活动构造(特别是活断层)有密切关系,许多强震的震中都分布在活动断裂带上。如果从全球范围来看,地震带的分布与板块边界密切相关。这些边界实际上也是张性的、挤压性的或水平错开的一些断裂构造。
断裂活动何以产生能量很大的地震,其活动方式如何,目前存在若干有关的假说。
1.弹性回跳说 是出现最早、应用最广的关于地震成因的假说,是根据1906年美国旧金山大地震时发现圣安德列斯断层产生水平移动而提出的一种假说。假说认为地震的发生,是由于地壳中岩石发生了断裂错动,而岩石本身具有弹性,在断裂发生时已经发生弹性变形的岩石,在力消失之后便向相反的方向整体回跳,恢复到未变形前的状态。这种弹跳可以产生惊人的速度和力量,把长期积蓄的能量于霎那间释放出来,造成地震。总之,地震波是由于断层面两侧岩石发生整体的弹性回跳而产生的,来源于断层面。如图8-3,岩层受力发生弹性变形(B),力量超过岩石弹性强度,发生断裂(C),接着断层两盘岩石整体弹跳回去,恢复到原来的状态,于是地震就发生了。这一假说能够较好地解释浅源地震的成因,但对于中、深源地震则不好解释。因为在地下相当深的地方,岩石已具有塑性,不可能发生弹性回跳的现象。
2.蠕动说 蠕动又称潜移、潜动。地表土石层在重力作用下可以长期缓慢地向下移动,其移动体和基座之间没有明显的界面,并且形变量和移动量均属过渡关系,这种变形和移动称为蠕动。蠕动速率每年不过数毫米至数厘米。
人们发现建筑在活动断层上的建筑物和活动断层本身在没有地震的情况下也有这种蠕动现象,即相对缓慢稳定的滑动。如在土耳其安卡拉以北110km处有一条安纳托里亚活动断层带,位于此断层带上的建筑物墙壁被发现有错断现象,其蠕动量每年约为2cm。也有人对中东一带发生地震以后的断层进行观测,发现有些地段伴有无震蠕动,其蠕动量每年约为1cm。
在什么情况下容易产生蠕动,还未十分清楚。有些实验表明,在高压低温,岩石孔隙度高(含水),含有软弱性矿物如白云石、方解石、蛇纹石等岩石的条件下,容易产生稳定蠕动。也有人认为在更高的围压或更高的温度下容易产生蠕动。
有一种现象逐渐为事实所证明,即岩层中长期蠕动的地段或在活动断层中蠕动占长期活动的百分比较高的地段,由于能量通过缓慢的蠕动而逐渐释放,反而很少发生强烈地震。在我国阿尔金山地区有规模很大的剪切断层,是正在活动的断层,通过卫星影像分析,发现有蠕动现象,现代水系被切穿,位移明显,错距也很大,但是有史以来却少有地震记录,推测此断层的活动方式是以无震蠕动为主。
根据蠕动与地震大小关系的资料表明:蠕动占长期活动的50%以上的地段,最大地震只能为5级,而蠕动占长期活动的10%以下的地段,可能发生8级以上的大地震。
3.粘滑说 在地下较深的部位,断层两侧的岩石若要滑动必须克服强大的摩擦力,因此在通常情况下两盘岩石好像互相粘在一起,谁也动弹不了。但当应力积累到等于或大于摩擦力时,两盘岩石便发生突然滑动。通过突然滑动,能量释放出来,两盘又粘结不动,直到能量再积累到一定程度导致下一次突然滑动。实验证明,物体在高压下的破坏形式,是沿着断裂面粘结和滑动交替进行,断面发生断续的急跳滑动现象,经过多次应力降落,把积累的应变能释放出来,这种说法就叫粘滑说。
影响断层活动方式的因素很多:一是温度,温度低于500℃,断层面两侧岩体易产生粘滑;温度高于500℃,则易产生蠕动和蠕变。二是岩石成分,岩性脆硬(如石英岩、石英砂岩等),断层两侧岩石往往以粘滑为主;岩性柔软,则以蠕动为主。三是岩石的孔隙度和水分含量,岩石孔隙大,孔隙度高,含水分多,当然容易蠕动;相反,岩石孔隙小,孔隙度低,含水分少,则多呈粘滑形式。此外,围压的大小也会影响断层的活动方式。如果断层两盘连续发生粘滑,便是地震频繁的时期。
实际上,同一活动断层在不同的深度可以有不同的活动方式,同一断层在不同的时期也可以有不同的活动方式。例如,圣安德列斯断层,深度在4km以上为无震的稳定蠕动;4—12km则为伴随有地震的粘滑运动;12km以下(由于高温)又以稳定的蠕动为主。因此,圣安德列斯断层带上的地震震源深度均不超过20km。
4.相变说 有人认为深源地震是由于深部物质的相变过程引起的。地下物质在高温高压条件下,引起岩石的矿物晶体结构发生突然改变,导致岩石体积骤然收缩或膨胀,形成一个爆发式振动源,于是发生地震。此说未能从多方面给出具体论证,因而未能得到广泛流行。近年根据地震纵波在地下深部传播情况分析,深源地震所在部位也同样发生了断裂和错动,证明地震发生与断裂活动有关。同时,板块构造学说指出,当岩石圈板块向地下俯冲时,中、深源地震发生在向地幔消减的板块内部,而并非发生在地幔软流圈物质中,因此相变说自然失去了存在的依据。
(二)构造地震的特征
构造地震的特点是活动频繁,延续时间长,波及范围广,破坏性强。
1.地震序列 任何一次地震的发生都经过长期的孕育过程即应力积累过程,这一过程可以长达十几年、几十年甚至几百年。
但在一定时间内(几天,几周,几年),在同一地质构造带上或同一震源体内,却可发生一系列大大小小具有成因联系的地震,这样的一系列地震叫做地震序列。在一个地震序列中,如果有一次地震特别大,称为主震;在主震之前往往发生一系列微弱或较小的地震,称为前震;在主震之后也常常发生一系列小于主震的地震,称为余震。
构造地震的重要特征之一,就是常呈这种有序列的发生。这种特征可能和构造地震产生的过程有关。一般说来,当地应力即将加强到超过岩石所承受的强度时,岩层首先产生一系列较小的错动(或者沿着断层带粘滑开始交替过程),从而形成许多小震,即前震。接着地应力继续增大,到了岩层承受不了的时候,就会引起岩层的整体滑动或新断裂滑动,形成大震,即主震。主震发生后,岩层之间的平衡状态还需要经过一段时间的活动和调整,把岩层中剩余能量释放出来,从而引起一些小的余震。在地震现场,常可见到在破裂的地面上,又出现许多次一级裂隙,错杂其间,表明运动没有完全停止,直到使许多尚未破坏的地点彻底破坏,所剩余的应变能全部得到释放。这种情况类似压紧弹簧过程,当作用力消失后,所蓄位能即转化为动能反跳回来,恢复原来状态,但又难于一下复原,还需经过一段时间的慢慢颤动调整,才能恢复原来的平衡位置。这种现象称为弹簧效应。岩石也是具有弹性的,所以也应有这种弹性效应。1920年宁夏(原甘肃)海原大地震,余震三年未消。其强度与频度时高时低,但总的趋势是逐渐衰减直到平静下来。
2.地震序列类型 虽说构造地震常呈一定序列,但其能量释放规律、大小地震的活动时间和比例等又常各不相同。根据1949年10月以来的我国所发生强震的分析研究,地震序列可以归纳为3种类型:
(1)单发型地震 又称孤立型地震。这种地震的前震和余震都很少而且微弱,并与主震震级相差悬殊,整个序列的地震能量几乎全部通过主震释放出来。此类地震较少,1966年秋安徽定远地震、1967年3月山东临沂地震,均未观测到前震和余震,震级很小,只有4—4.5级。
(2)主震型地震 是一种最常见的类型,主震震级特别突出,释放出的能量约占全系列的90%以上;前震或有或无,但有很多余震。1975年2月4日辽宁海城地震(7.3级),发震前24小时内共发生了500多次前震,主震后又发生很多次余震。1976年7月28日唐山大地震(7.8级),则基本没有前震,但余震连续数年不断。
(3)震群型地震 由许多次震级相似的地震组成地震序列,没有突出的主震。此类地震的前震和余震多而且较大,常成群出现,活动时间持续较长,衰减速度较慢,活动范围较大。如1966年邢台地震,从2月28日至3月22日,震级由3.6、4.6、5.3、6.8、6.8逐步升到7.2,发生大震。有时这种类型的地震是由两个主震型地震组合或混淆在一起形成的。
有时地震序列比较复杂,仿佛是由若干单发型、主震型、震群型组合而成。如1971年8—9月四川省马边地震。
地震序列类型可能与岩石和构造的均匀程度及复杂性有关。据实验,当介质均匀,且介质内应力不集中时,主破裂前无小破裂,主破裂后也很少小破裂;当介质不均一且应力有一定的局部集中或高度集中时,主破裂前后都会产生一定的或很多的小破裂。
研究地震序列类型,可以有助于预测和预报地震活动的趋势。如1967年河间地震,当主震发生后,根据其前震少和震级小(2.3级),被判断为主震型地震,主震后不会有较大的余震。事实表明推断正确。
二、火山地震
指火山活动引起的地震。这种地震可以是直接由火山爆发引起地震;也可能是因火山活动引起构造变动,从而发生地震;或者是因构造变动引起火山喷发,从而导致地震。因此,火山地震与构造地震常有密切关系。
火山地震为数不多,约占总数的7%。震源深度不大,一般不超过10km。有些地震发生在火山附近,震源深度为1—10km,其发生与火山喷发活动没有直接的或明确的关系,但与地下岩浆或气体状态变化所产生的地应力分布的变化有关,这种地震称为A型火山地震。还有些地震集中发生在活火山口附近的狭小范围内,震源深度浅于1km,影响范围很小,称为B型火山地震。有时地下岩浆冲至接近地面,但未喷出地表,也可以产生地震,称为潜火山地震。
现代火山带如意大利、日本、菲律宾、印度尼西亚、堪察加半岛等最容易发生火山地震。
三、冲击地震
这种地震,因山崩、滑坡等原因引起,或因碳酸盐岩地区岩层受地下水长期溶蚀形成许多地下溶洞,洞顶塌落引起。后者又称塌陷地震。本类地震为数很少,约占地震总数的3%。震源很浅,影响范围小,震级也不大。1935年广西百寿县曾发生塌陷地震,崩塌面积约4万m2,地面崩落成深潭,声闻数十里,附近屋瓦震动。又如,1972年3月在山西大同西部煤矿采空区,大面积顶板塌落引起了地震,其最大震级为3.4级,震中区建筑物有轻微破坏。
四、水库地震
有些地方原来没有或很少发生地震,后来由于修了水库,经常发生地震,称为水库地震。说明这种地震与水的作用有关,当然也与一定的构造和地层条件有关,而水的作用只是一种诱发因素。如广东河源新丰江水库,自1959年蓄水后,在库区周围地震频度逐渐增加,于1962年3月19日发生了一次6.4级地震,震中烈度达到8度,是已知最大水库地震之一。截至1972年,该区共记录了近26万次地震(图8-4)。又如,著名的埃及阿斯旺水库,坝高110m,库容达165亿m3,1960年正式开工,1964年截流蓄水,1968年正式投入运行。此地区在建库前历史上无地震,从1980年起出现小震、微震,于1981年11月在坝址西南60km库区发生了5.6级地震;于1982年同一地点又发生了5级和4.6级地震。
此外,因深井注水、地下抽水等也可触发地震。如美国科罗拉多州有一座落基山军工厂,为处理废水凿了一口3614m的深井,用高压注水于地下,于1962年发生频繁的地震。以后停止注水,地震活动减弱;恢复注水,地震又有所增加。
上述地震,特别是水库地震的成因引起人们极大关注。一般认为,在一定的有利于发震的地质构造条件(如有活动断层、密集或交叉的断裂存在,或在升降差异运动的过渡部位等)下,水库蓄水可诱发地震。除去人为因素诱发地震外,某些自然因素如太阳黑子活动期,阴历的朔、望期等,也容易诱发地震。各种触发机理正有待于人们深入研究。
火山和地震产生原因
地球表面有一层很厚很厚的地壳,平常岩浆被地壳紧紧地包在里边。地球内部的温度特别高,岩浆在那里边流来流去,总想找个地方窜到外面来。有些地方地壳运动比较强烈,地壳又比较薄弱,这些地方受到压力的时候,岩浆就从这里冲出来了。这样,就发生了火山爆发。活火山、死火山这是指火山活动的情况。有些火山爆发了一次后一直不爆发,这些火山就成了死活山。
人工地震是由人为活动引起的地震。如工业爆破、地下核爆炸造成的振动;在深井中进行高压注水以及大水库蓄水后增加了地壳的压力,有时也会诱发地震。
地震波发源的地方,叫作震源。震源在地面上的垂直投影,叫作震中。震中到震源的深度叫作震源深度。通常将震源深度小于70公里的叫浅源地震,深度在70-300公里的叫中源地震,深度大于300公里的叫深源地震。破坏性地震一般是浅源地震。如1976年的唐山地震的震源深度为12公里。
地幔物质的热对流。是由地球内部放射性元素衰变产生的能量所驱动的。是地球内部能量释放的外部表现。内部能量释放主要有一下形式:地震,火山,板块运动,地质构造。地震是其中之一。
〔1〕在地球内部有震源,震源向外释放能量(地震波)从而引起一定范围内的振动.
〔2〕其它地质灾害或自然灾害,也可以间接诱发地震.
地幔物质的热对流。是由地球内部放射性元素衰变产生的能量所驱动的。是地球内部能量释放的外部表现。内部能量释放主要有一下形式:地震,火山,板块运动,地质构造。地震是其中之一。
而降水,风,洋流,河流等地表过程都是由地球外部能量即太阳所驱动。
地震发生的原因为何?
地震可分为自然地震与人工地震 (例如:核爆) 。一般所称之地震为自然地震,依其发生之原因又可分为, (1)构造性地震(2)火山地震(3)冲击性地震 (例如,陨石撞击) 。其中又以板块运动所造成的地壳变动 (构造性地震) 为主 。
由于地球内有一种推动岩层的应力,当应力大于岩层所能承受的强度时,岩层会发生错动 (dislocation),而这种错动会突然释放巨大的能量,并产生一种弹性波 (elastic waves) ,我们称之为地震波 ( seismic waves) ,当它到达地表时,引起大地的震荡,这就是地震。
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