地壳中的流体及其在构造和地震活动中的作用概述

地壳中的流体及其作用问题，近年来正在成为地球科学研究的新热点与焦点。文章简要介绍了地壳中流体的基本概念与主要特征及其在全球构造、板块构造、区域构造与显微结构活动中的作用；着重介绍了流体在震源过程中的作用，地壳浅部热流体的循环与地壳活动，地壳深部高层层与强震分布，断裂带中的水岩相互作用与断裂阀模式及地震水力学等。     

地壳流体对地震活动的影响与控制作用

地壳中普遍存在着流体,不仅在地壳动力过程中发挥重要作用,而且也极有可能在地震孕育与发生过程中起着不为人知的重要作用。这样的认识,越来越得到地质学家与地球物理学者们的认可。本文概括介绍了地壳流体对地震活动的空间分布、震源深度与强震活动周期的影响与控制作用,并提出了地壳硬夹层孕震与流体促震的假设。最后还介绍了通过流体控制地震活动并实现减轻地震灾害的思想。     

地壳流体与地震活动关系及其在强震预测中的意义

以地球科学发展的新近研究成果为基础,讨论了地壳中流体与强震活动的关系,包括上地壳热流体对强震活动的影响、中地壳流体对强震活动的控制、断裂带中古流体活动与地震活动旋回的关系,从而提出由地壳流体分布与活动特征来判定强震危险性的新途径     

板内强震的中地壳硬夹层孕震与流体促震假设

以国内外地壳流体及其与强震活动关系的最新研究结果为基础,进行了多方面的探索与论证,提出板内强震的中地壳硬夹层孕震与流体促震（BEH-PEF）的假设．该假设的要点是地壳中存在上下两大流体活动系统,其间发育有中地壳硬夹层,该层是地壳应力积累并孕育地震的层．当其中某些部位积累的应力达到屈服强度时,则进入微破裂-膨胀（扩容）阶段并形成震源体．被扩容的震源体在真空吸泵作用下,由下层流体系统把流体吸渗到其内,在震源体内引起剪切力增强与抗剪力减弱的两个过程同步发展,并最终因剪切力达到抗剪力导致震源体的破裂而发生地震．      

日本地壳大地震的位置及成因的证据

1885－1999年的115年间日本地壳中的大地震（震级5．7－8．0，深度0－20km）发生在由地震层析成像揭示出的低速区及其周围，低速区可能代表孕震地壳的薄弱部分。地壳弱化被认为与该区内太平洋板块和菲律宾海板块的俯冲密切相关。沿火山前沿及弧后区的地壳弱化可能是由活火山及岩浆房造成的。在弧前区，在地震震源区探测到了流体，这种流体可能会促使地壳强化和破裂成核。流体可能与俯冲的菲律宾海板块的脱水作用有关，这些结果表明，地壳中的大地震并非在什么地方都会发生，而仅发生在用地球物理方法可能会探测到的异常区内。     

地壳流体CO_2的释放与地震关系:回顾与展望

介绍了地壳流体CO2的3个主要成因:有机成因、变质成因及幔源成因,并着重讨论了CO2气体的稳定同位素13C的示踪性能;总结了由地壳释放CO2的主要方式、上升通道及其存在形态。在回顾地壳流体CO2等释放在目前地震监测、预报及相关研究中的主要研究进展的同时,指出地壳深部流体(CO2、He、CH4等)在同位素地球化学、深源流体运移与地震活动、深源流体对震源介质的影响等。此外,提出对深源流体监测不能仅限单一组分(CO2)的监测,需多种深源成分(He、Ne、Ar、H2、CH4)同时监测。     

地壳“轧展效应”对全球强震群体活动地理分布的控制作用

地球在太阳系内的自转和公转运动规定及太阳光压作用，使地壳处于天然的被“轧制”状态。地壳因被“轧制”而产生“轧展效应”。本文从成因机制上分析了“轧展效应”与地震之间的内在联系，并推测地壳“轧展效应”对全球强震群体活动在地壳的地球分布应起控制作用。     

深部流体在地震孕育和发生过程中的作用

提出了几个难以用断层弹性回跳模型解释的地震实例，指出必须重视地壳上地幔结构的探测和深部流体的研究。然后用简单型说明，没有流体在存在，则不可能发生岩体间快速的错动。重点探讨发生在地壳内10-25km深处的强震孕育和发生机理，分析了深部流体的迁移和岩体的错动。最后结合实例，给出了在发生深部流体迁移的条件下，一次强震释放的能量和岩体错动的最大加速度。     

壳内流体演化及地震成因(三)

根据对地壳和上地幔电性结构的研究，提出了地下岩体势能-动能转换地震成因学说．此学说不仅认为地下岩体间弹性应变能的积累对地震的孕育非常重要，而且认为地壳岩体重力势能和深部流体演化对一些地震的孕育和发生起了关键作用．本文根据前两篇文章(徐常芳，1996a，b)提出的依据，建立了拉张盆地地壳电性结构及流体演化模型，并据此对历史和现今大量地震过程中出现的异常和地壳排气现象进行了解释．      

中地壳的水和水岩相互作用实验及其地球物理涵义

本文重点报道了高温高压下流体与流体-岩石相互作用实验结果,提供了中地壳条件下流体性质和水岩反应速率数据.这些数据有助于理解中地壳的一些地球物理现象.作者进行了25℃~435℃和22~39 MPa条件下水-岩相互作用反应动力学实验.同时,研究水在近临界区至超临界区的性质.一般地说,中地壳大致位于10(15)至25 km的深度范围.各地的地壳厚度不同,但是中地壳高导-低速层的深度范围十分相似.中地壳的顶界温度处于300℃,底界大致为450℃范围,压力高达200 MPa以上.流体-岩石相互作用实验表明:硅酸盐矿物和岩石的硅最大溶解速率出现在300℃~400℃.此时,硅酸盐矿物格架解体.通常,地壳里普遍存在水、流体.地壳构造活动导致断裂空隙、减压、流体流动.这时,有可能导致中地壳处于300℃~450℃流体的压力减低,由超临界区进入临界态、亚临界态.这会引发强烈流动的水与岩石相互作用.溶解反应导致岩层的硅淋失,硅的强烈淋失又会导致硅酸盐矿物格架解体,岩石崩塌.同时,进一步促进流体的流动.实验表明300℃~400℃下的强烈水岩相互作用促进了岩石破坏,并有可能影响岩层的地球物理性质,如高导层出现.另外,实验和理论研究表明处于300℃~400℃流体具有高电导率性质.这些水岩相互作用会使中地壳出现高导-低速层.