全球干热岩资源开发诱发地震活动和灾害风险管控

干热岩地热资源作为一种绿色可再生的新型能源,其开发利用已成为当前世界各国尤其是发达国家能源战略的重要组成部分.但由于干热岩位于地壳浅部3~10 km,在采用增强型地热系统(EGS)等通用开发方式过程中,伴随着地壳应力状态的扰动,部分开采项目发生较大震级的诱发地震事件,甚至造成明显灾害、引起社会问题,亟待实现科学利用和风险管控.鉴于此问题在平衡能源开发战略和社会安全领域的重要性和关键性,本文梳理了全球干热岩开采诱发地震的总体情况、典型案例,整理了在成因和机理研究、地震灾害风险管控和缓解等方面的研究进展.综合分析结果表明,已有EGS项目案例中诱发地震震级超过3.0的达到31.2%、主要与断层活化有关,最大的诱发地震可发生在注水压裂、关井后、循环生产等各阶段.干热岩开采诱发地震有多种成因,已有案例多为多种成因共同作用,其中的关井后的尾随效应是目前重大难点.目前世界各国已开展了广泛的诱发地震机理研究并探索多种减灾措施,认为累积注水体积、注水速率与最大诱发震级之间不存在普适性的定标关系,前瞻性预测需要采用"一井一策"的方式.在缓解诱发地震灾害风险上,普遍采用科学的流体注入策略、对注采策略进行验证校准、持续开展地震活动监测等系列措施.此外,对储层的临界应力状态和应力时空演化的量化描述、地热储层内的先存断层与裂缝的探测识别、可有效管控地震发生的流体注入策略等,是当前干热岩资源开发减轻地震风险的主要技术难点,而利用地热储层实时感知信息技术、采用新的注入热交换载体、发展前瞻性的地震预测方法是该领域目前重点关注的技术方向.根据我国的干热岩资源开发和减轻地震灾害风险的实际情况,亟待建立开采场地安全性和灾害风险评价、多学科的地震监测网络和分析技术、地震灾害风险管控红绿灯系统等技术体系,并加强关井后的尾随现象、多场耦合等科学问题的基础研究.     

青海玛多7.4级地震极震区震灾调查及分析

2021年5月22日2时4分,青海省玛多县发生7.4级地震,距震中26 km的野马滩大桥及周边区域为此次地震极震区（地震烈度Ⅹ度,面积约69 km2）,受损尤为严重。桥梁表现为落梁式破坏,房屋不同程度受损。对极震区内野马滩大桥及周边房屋进行实地调查与震灾分析,并提出灾后重建及震灾防御相关建议,包括组织专业人员进行灾区房屋安全鉴定,建议牧民居住建筑采用轻钢式结构,建议原地重建野马滩大桥并增加限位装置及连梁装置。     

纪念中国大陆科学钻探实施15周年、国际大陆科学钻探委员会成立20周年

大陆科学钻探是“入地”的重要手段,是“深入地球内部的望远镜”。中国大陆科学钻探事业开展15周年以来,取得重要进展,获得全球地学界的高度关注,特别是2001年实施的中国第一口大陆科学深钻 （5158m）,成果辉煌,影响巨大。继后,又开展了青海湖环境科学钻探、松辽盆地白垩纪科学钻探、柴达木盐湖环境资源科学钻探,汶川地震断裂带科学钻探以及中国大陆科钻资源集成计划,总共钻进约 35km,显示了中国科学钻探方兴未艾的景象。为纪念国际大陆科学钻探20周年（1996~2016）和中国大陆科学钻探实施15周年（2001~2016）,本文回顾中国大陆科学钻探实施15年来的艰辛和奋斗的历程,展望中国大陆科学钻探的未来。     

6600 years of earthquake record in the Julian Alps (Lake Bohinj,Slovenia)

Sequences of lake sediments often form long and continuous records that may be sensitive recorders of seismic shaking. A multi‐proxy analysis of Lake Bohinj sediments associated with a well‐constrained chronology was conducted to reconstruct Holocene seismic activity in the Julian Alps (Slovenia). A seismic reflection survey and sedimentological analyses identified 29 homogenite‐type deposits related to mass‐wasting deposits. The most recent homogenites can be linked to historical regional earthquakes (i.e. 1348 ad , 1511 ad and 1690 ad ) with strong epicentral intensity [greater than ‘damaging’ (VIII ) on the Medvedev–Sponheuer–Karnik scale]. The correlation between the historical earthquake data set and the homogenites identified in a core isolated from local stream inputs, allows interpretation of all similar deposits as earthquake related. This work extends the earthquake chronicle of the last 6600 years in this area with a total of 29 events recorded. The early Holocene sedimentary record is disturbed by a seismic event (6617 ± 94 cal yr bp ) that reworked previously deposited sediment and led to a thick sediment deposit identified in the seismic survey. The period between 3500 cal yr bp and 2000 cal yr bp is characterized by a major destabilization in the watershed by human activities that led to increases in erosion and sedimentation rates. This change increased the lake's sensitivity to recording an earthquake (earthquake‐sensitivity threshold index) with the occurrence of 72 turbidite‐type deposits over this period. The high turbidite frequency identified could be the consequence of this change in lake earthquake sensitivity and thus these turbidites could be triggered by earthquake shaking, as other origins are discarded. This study illustrates why it is not acceptable to propose a return period for seismic activity recorded in lake sediment if the sedimentation rate varies significantly.     

印尼强地震引起的同震形变波

研究了2004年12月26日及2005年3月29日印尼苏门答腊8.7和8.5级地震引起的同震地倾斜、 地应变、 体应变和重力波变化及衰减过程特征, 给出了不同仪器进行的同类观测同震波衰减特性的差异及不同区域衰减过程相近等特性。 对同震形变波衰减特性的研究有助于认识仪器工作参数、 观测点附近的观测环境等对观测结果的影响及理解强地震衰减过程是有意义的。     

华东地区地震前兆短期异常研究

通过对华东地区1970年以来发生的14次5级以上地震的研究表明:无论以异常开始时间判断的异常还是以异常结束时间(或转折时间)判断的异常,其空间分布与震前地震活动的空间分布存在一定关系,并且前兆异常存在不同特征的三阶段性。以前兆的开始时间作为判断标准,异常频次反映出地震孕育的中期阶段信息。以异常的转折(或结束)时间作为异常判断标准,其异常频度具有短期信息。从而提出了异常转折率TAR,研究表明,强震前TAR超过均值的高值异常具有短期信息。通过理论分析后,提出了华东地区中期向短期过渡的综合判断方法。     

基于浮点遗传算法的近震定位方法

文中介绍了一种适用于基于浮点遗传算法的地震定位问题方法, 在该算法中选用了浮点基因表示方法、 参数和基因取值范围一致来避免编码解码, 提出了算法的动态结束条件及处理方法。 通过实际运算检验证明使用该方法来实现地震定位可以避免地震定位中的不稳定性和对初值的依赖性, 从而保证地震定位的可靠性和稳定性, 在时效方面也达到了相当的水平, 是一个具有实际使用价值的算法。     

2004年印尼8.7级强震前昌黎台的远场电性异常特征探讨

分析了在2004年12月26日印尼8.7级地震前河北昌黎台记录到的自然电位及电场异常, 结果显示昌黎台自电位、 电场正常时段观测到的半日、 半月潮汐波周期变化在震前1个多月发生畸变, 周期消失, 变化幅度相应减小, 震后快速恢复, 且潮汐波记录比震前正常时段更加清晰。 该台地电阻率的观测结果显示起始下降变化比较平缓, 震前一周左右, 变化加剧, 出现多次阶变。 究其原因, 在强震发生前断层的蠕滑作用导致孔隙压力变化, 产生一种可以在岩石中传播的应变波, 由于台站下方岩土层对小应变信号具有很好的放大作用, 所以记录到了这种小幅度的应变波, 也就是远场的静态应变效应。 随着地震临近, 应力作用加强, 远程应变波引起台站下方水位、 水化学性质以及岩石孔隙度、 渗透率等的改变, 导致电阻率、 电场大幅度的阶变, 这反映了远场应变波的动态效应。 当然就异常幅度而言, 应变波的效应还嫌弱一些, 因此昌黎台异常变化可能还叠加了震源区激发的电磁波。     

兰州台FSQ自记水管倾斜仪与CZB-1型竖直摆倾斜仪的对比分析

将兰州台的FSQ与CZB-1仪的观测资料质量、变化趋势、潮汐响应函数及映震能力进行了对比分析,认为:FSQ的观测资料的质量比CZB-1要好,因CZB-1的资料存在漂移现象;在潮汐因子和相位滞后方面,FSQ比CZB-1反应灵敏;但CZB-1的映震能力比FSQ强。     

唐山7.8级地震前地磁异常的综合分析

利用昌黎等台的磁测资料,并用多种方法进行综合分析,结果显示,在震前出现了约3个月的短期异常,这对于地震的预测预报有一定意义。