
经济观察报 记者 张铃
据中国地震台网正式测定,8月4日23时,四川省宜宾市高县发生3.7级地震,震源深度5公里。不到两小时后,高县又发生3.0级地震,震源深度7公里。
据四川省地震局数据,自6月21日宜宾市江安县发生3.2级地震后,一个半月内,宜宾境内已发生32次3级以上地震,其中30次发生在高县。4次震感较强烈的地震也都发生在高县:6月29日的5.5级地震,造成15人受伤;7月8日,高县一天内发生两次5.0级地震;8月3日,高县发生4.8级地震。这4次地震的震源深度均为6公里。
地震在短期内高频次发生,让当地不少民众感到担忧。许多人怀疑,这是当地大规模开采页岩气造成的。
经济观察报注意到,7月9日,在“四川群众呼声”平台,有网友提问:“每次宜宾地震有群众提到页岩气,官方就出来辟谣称不是页岩气开采造成的,这真的没有一点关系吗?”
7月16日,宜宾市地震监测中心回复该网友:宜宾地处川滇结合部,位于中国大陆南北地震带中南段东缘,在四川地震地质构造中位于华蓥山基底断裂带的中南段,境内地质构造断层较为复杂,具备发生中强地震的地质构造环境。另外,尚无明确的依据证明页岩气开发与地震存在关联。
7月10日,在“问政四川”平台,有网友建议“停止长宁、高县、珙县开采页岩气”,他写道:“7月8号到10号,宜宾高县地震频繁。震源深度浅,3天地震15次。宜宾地处地震带,在地震带开采真的没问题吗?”
3天后,宜宾市珙县自然资源和规划局回复该网友称,当地页岩气开采过程严格执行相关监管要求,且中国地震局、四川省地震局未作出地震与页岩气开采相关的定性结论。
宜宾地震和页岩气有关吗?为什么频繁地震?后续可能发生更大级别地震吗?针对公众关注的问题,经济观察报采访了中国地震局应急救援专家贾群林、山东科技大学地球科学与工程学院教授孟元库。
为什么与页岩气无关
“从震源深度、影响范围、能量释放等多个指标综合判断,这一个多月宜宾的多次地震属于天然构造地震,不是页岩气开采造成的。”孟元库说,宜宾页岩气开采的深度为2.5—3.5公里,而近期宜宾地区的地震震源深度是5—8公里,比页岩气开采深度深得多。
中国石油川南页岩气田,是中国最大的页岩气生产基地,宜宾是该基地的核心区域之一。中国石油首个百亿方页岩气田——长宁页岩气田主要就在宜宾境内,该页岩气田地跨宜宾市兴文县、长宁县、珙县、高县、筠连县和泸州市叙永县等多个区县。
孟元库介绍,按成因划分,地震分为天然构造地震和人工地震。若措施失当,页岩气、油气、煤矿开采都可能导致地震,但一般仅限于开采区域。水电站蓄水、挖掘隧道、修地下通道、修地铁也可能导致地震。总体来说,人工地震多为微震或小型地震,不太会有中型和大型地震。
为什么页岩气开采可能引发地震?孟元库解释,开采页岩气时,需要用到“水力压裂”工艺。作业过程中,通过钻井向地下页岩层注入高压压裂液,在岩层内部形成大量人工裂缝,连通页岩微孔中的天然气,使其汇集后开采至地表。高压流体注入会改变地下地层压力状态,促使原有裂隙与地质构造薄弱带发生滑移,进而存在诱发地震的风险。
孟元库介绍,若是页岩气开采诱发的地震,其影响范围主要集中在开采核心区域,开采区内地表建筑物存在损毁风险,但开采区外围受震动影响有限。而天然地震的影响范围通常更大,还可呈线性展布。此外,天然地震在部分区域短时间内可连发多次,甚至在多处触发成百上千次余震;页岩气开采诱发地震释放的能量有限,不会产生大规模余震,即便出现余震,也仅局限于开采核心区。
贾群林解释,人工地震与天然构造地震有明显区别:
一是震级的区别。
人工地震一般为局部小震,震级最大可达5级左右或更高,但不会产生七八级那样的大地震,能量释放的比例远低于天然构造地震。比如,黑龙江省鸡西市曾在2015年发生一起矿震,震级为3.0级,震源深度为0公里。
二是震源深度的区别。
相同震级下,浅源地震对地表破坏力更大,因为地震波在向地表传播的过程中会消耗能量。天然构造地震一般震源深度更深,浅源地震一般在5—33公里。人工地震的震源深度一般与开采或施工作业深度相关,通常远浅于天然构造地震。近期宜宾市3次5级左右的地震都属于浅源地震,震源深度为6公里。当震源深度远超页岩气井深度时,二者一般就没有相关性。
在人工地震中,震源深度与开采深度正相关。比如,若页岩气井深为1公里,震源深度原则上也是1公里左右,震源就在塌陷位置。如果有特殊情况比如爆炸,影响范围可能更大。
三是地震波的区别。
不同类型地震形成的地震波有一定区别,横波、纵波、起波在传播过程中会有一些变化,这都可以通过仪器分辨。压裂的层位和流体压力难以垂直传导,而天然地震从震中到地表有垂直传播过程,所以二者判别起来比较容易。
贾群林介绍,国家高度重视安全工作,页岩气开采时,一般会有相关地震监测点和设备,灵敏度高,预警为秒级。目前,监测台站捕捉到的由页岩气开采导致的地震大多为1—2级。如果监测台站发现某工程频繁导致小震,会采取停工整顿等措施。
还会发生更大级别地震吗
在短期内频繁地震的情况下,部分民众担心未来宜宾地区是否会出现更大地震。
贾群林认为,不用太过担心,就目前监测情况来看,宜宾市地质条件不具备发生7级以上特大地震的构造背景。
他解释,宜宾处于华蓥山基底断裂带,这一地区有小震活动的周期性,历史上也曾有过类似的地震发生频率。近期,宜宾频繁地震的主要原因是印度板块与欧亚板块的挤压,次要原因是汶川大地震导致的应力变化和二次调整。由于印度板块持续向欧亚板块俯冲,受成都平原稳定地块阻挡,应力容易在宜宾等地区积聚,促使地震带滑移或断裂,形成中小地震。另外,汶川大地震发生后,板块间需要较长时间调整应力以达到平衡,过程中可能伴随一些中小地震发生。
据宜宾市防震减灾局,宜宾地区处于地震带上,历史上曾发生多次中强震,是四川省确定的地震重点监视防御区。宜宾地区有地震记载的历史相当悠久,《汉书》记载,在公元前26年,宜宾就有5级地震记录,这是四川地区有明确历史文献记载的最早地震。1610年,高县发生5.5级地震,这是宜宾市境内首次记录超5.0级的地震活动。
“目前,科学上无法准确预测地震发生的时间、地点和震级,但从一般规律来看,中小地震持续发生,意味着能量进行了适当释放,从而使发生更大地震的风险降低。”贾群林说。
“该区域本身分布有天然断层,叠加印度板块持续向北的挤压作用,构造应力在四川盆地南缘不断聚集,最终通过断层错动的方式释放,从而形成地震。”孟元库解释,宜宾位于川滇交界,地质构造错综复杂,地壳应力高度集中。不过,该区域近期发生的地震,均为次级断裂活动诱发,并非大型断裂带的整体运动,因此震级普遍偏低,暂无6.0级以上地震发生。
贾群林认为,从应力释放的规律看,未来一段时间宜宾地区可能还会发生3到5级的地震,这是能量释放的过程,释放到一定程度后震级会逐渐减弱,直至平息。
“面对地震风险,公众既要保持警惕,也无需过度焦虑。”贾群林说,近年来,中国新建建筑普遍按照现行抗震设防要求设计施工,“小震不坏、中震可修、大震不倒”,正规建设的房屋在6级左右地震中通常不会发生大范围倒塌。公众应提前做好应急物资准备,及时关注权威信息发布,按照当地政府安排有序开展避险和自救互救,尽可能降低人员伤亡和财产损失。
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