中大學者研究四川榮縣地震 估計由頁岩氣水力壓裂開採誘發成極淺層地震

社會 03:00 2020/10/07

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研究由中大地球系統科學課程楊宏峰教授團隊負責。(資料圖片)

去年2月25日四川榮縣發生黎克特制4.9級地震,中大一項研究發現,地震可能是鄰近的頁岩氣開採活動所誘發,造成極淺層斷裂,而研究亦有助於深入了解地震的物理機制。

中大地球系統科學課程楊宏峰教授團隊,對該次在四川盆地南部威遠頁岩氣田附近發生的地震序列展開研究。該地震發生在去年2月25日當地時間下午1時15分,震級為黎克特制4.9級,震源深度為1公里,對一般地震來說這個深度太淺;震中附近亦發生了兩次4級以上的前震,分別於主震前20小時及4.5小時出現。這3次地震均在榮縣引發了強烈震感。自2012年起,榮縣的頁岩氣開採活動急劇增加。為了從致密的頁岩中開採油氣,他們會利用水力壓裂技術注入高壓水讓頁岩產生裂縫,以提高頁岩氣產量。目前這種技術已經普遍應用在頁岩氣生產中,但同時誘發了很多地震,包括在加拿大、美國、英國和中國發生。

團隊發現,兩次前震的深度約為2.7公里,與當地正在進行之壓裂活動的深度吻合,兩者之間密切的時空關聯性表明,兩次前震均由壓裂活動引起,可能是由於斷層流體孔隙壓力增加,引致斷層滑動。但是震級4.9的主震深度僅為1公里,明顯要淺很多。研究人員從衞星圖片上看到了明顯的地表變形,對於這種相對較小的地震,如此清晰的地表變形非常罕見,同時說明震源深度很淺。團隊指,這次地震規模不算強烈,卻引起了嚴重破壞並導致2人死亡,主因是震源位處地殼極淺層。

研究人員又發現,4.9級地震與2個前震並非發生在同一條斷層,於是利用高質量的地震反射數據,確認了引發地震的斷層。兩個前震發生在位於志留紀頁岩層內的一條拆離斷層上;主震則發生在向西傾的「墨林場斷層」上,該斷層為一逆斷層,深度只有1.5公里。一般而言,深度小於2公里的斷層是不會產生地震,唯「墨林場斷層」是極淺層斷裂的罕見例子。

團隊認為,由於對能源的需求上升,四川盆地內的水力壓裂活動相信會持續增加,因此評估誘發地震災害的相關成因非常重要。傳統觀點認為極淺層斷裂不會產生地震,而團隊的最新發現則對此說法提出挑戰,並強調工業界、學術界及決策機構之間相互合作的重要性,要評估及預防地震風險,多方面的合作不可或缺。

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責任編輯:蘇文軒