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．      

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。     

从怀来4井水化学异常变化分析流体在孕震过程中的作用

20世纪60年代，流体在地震孕育与发生过程中的作用就已受到研究者关注。如Evans(1966)发现美国洛基山兵工厂周围地震活动与深井注入废液有关。在我国的地壳流体活动与诱发地震关系的研究方面，也取得了很多成果。针对上地壳流体与地震活动的关系，前人在辽东半岛、东南沿海、红河断裂带、京津地区进行了系统研究。结果表明，地壳热流体活动区的地震活动多，但多为中小地震；而地壳热流体活动弱的地区地震活动数量相对少，但以大震活动为主。近年来，地下流体在孕震过程与构造活动中的作用的研究已有了一些进展。     

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     

岩石圈内的流体通道研究概述

强震孕震环境是一个非常复杂的物质体系，它决定了地震前兆的形成机制，因此，在地震预报基础理论研究中，与强震孕震环境有关的深部物质的物理化学性质的研究具有重要的意义。深部地下流体在地震的孕育和前兆的形成过程中起了极其重要的作用，要研究深部地下流体的活动规律，首先必须研究岩石圈内的流体通道问题。同时，岩石圈内的流体通道也是火山研究中必须面对的一个重要问题。文章在全于流体通道网研究的基础上，简要介绍了岩石圈内流体通道的形成机制、主要特征、研究方法、科学意义和研究展望。     

地下流体在地震孕育中的主要作用与流体前兆形成机制研究进展

地下流体在地震孕育和前兆形成过程中起到重要作用,因此研究地下流体对地震预报至关重要。然而,由于对地震孕震环境和发震机制缺乏深入系统的认识,导致无法根据地表观察到的异常现象准确预测地震。近年来,随着地球物理、地球化学和地质学研究的不断深入,人们对地下流体有了更多新的认识,本文通过对相关研究成果的收集和总结,介绍地下流体研究的几种经典模型,分析了地下流体在地震过程中的主要作用,并探究流体前兆形成机制。研究工作对提高地震预报水平具有一定的借鉴和参考意义。     

地震断层带流体作用的岩石物理和地球化学响应研究综述

断层活动导致断裂带裂隙广泛发育,成为地壳中流体运移与聚集的有利通道和场所.流体在地震过程中具有重要作用.流体与地震破裂带内的岩石相互作用导致其具有与其他完整岩石不同的性质,包括矿物-化学组成、粒度分布及传输性质(渗透率、孔隙度)等.这些特性可以视为流体与地震断层带岩石相互作用的响应.一方面,较高的孔隙流体压力导致断层的有效正应力降低.另一方面,流体会与断层岩发生一系列水-岩反应导致矿物蚀变、分解,生成大量摩擦系数较低的粘土矿物,同时一些不稳定元素可能会随流体发生迁移,导致大量物质流失.在地震周期过程中,伴随着流体运移,断层带的物理性质(渗透性、流体压力等)也随之发生变化.同震快速摩擦生热会导致流体产生热压作用,促进同震滑动.另外,同震破裂导致断层带的渗透性快速上升,较高的流体压力会很快释放.在间震期过程中流体会使破裂趋向于缓慢变形,矿物溶解-沉淀、重结晶及压溶等作用胶结并愈合裂隙,断层强度恢复的同时断层带渗透性逐渐降低,孔隙压力又逐渐积累.研究流体的这些物理化学行为对理解地震成核、同震滑动及震后断层愈合等过程有重要意义.本文介绍了有关流体对断层带物理化学性质的改造及流体的动力学意义等方面的研究进展,总结了流体在地震周期过程中所产生的一系列岩石物理化学效应及其对地震过程的影响.     

2003年呼和浩特城区流体异常特征及其地震地质意义

通过对2003年3月呼和浩特城区出现流体异常的落实和跟踪监测, 讨论了水温和水汞异常的成因, 并分析了大青山地震带的地震动态。 地下流体和地震地质资料表明, 呼和浩特城区3月中旬出现的地下流体异常是区域地壳活动的结果, 是呼-包盆地地壳活动引起新华广场断裂的活动, 断裂活动破坏了地下浅层的隔水层, 深层热水上涌形成了流体异常。 呼和浩特城区流体异常与6月10日托克托县M_S4.2地震都是岩石圈深部活动在地壳内的反映, 2003年3月以来呼和浩特城区出现的流体异常应该是地震的前兆。 西龙王庙的流体异常还未完全结束。     

孔隙流体作用对地震活动影响的计算机模型研究

研究了孔隙流体对地震活动的影响．首先讨论了含有多个断层的地壳中流体的传输方程,并将该方程离散化,以期更有效地将流体的作用加到弹簧 滑块 阻尼器模型中;然后应用含有6个断层、每个断层含有8个震源的构造模型（简称68模型）,在给定镜像边条件的情况下,对孔隙流体的传输方程求显式和隐式解．通过分析有水源的情况,认为进行多步迭代时用隐式解法比较合理．利用隐式解法得到的结果,根据镜像边条件及无水源的初条件,对地震发生后破裂元件上孔隙流体压与周围未破裂元件上孔隙流体压,按某种比例进行了计算,并对所得结果进行了初步讨论．计算表明,有孔隙流体作用的系统中,地震活动明显增强,地震的频度和强度都有所增强．孔隙流体对模型系统地震活动的增强作用是不均衡的,因而流体压对地震系统的作用更增加了地震预测的复杂性．      

怀—涿地区深部孕震环境研究与涿鹿地震发震机制的讨论

怀—涿地区是我国首都圈重要地震活动区之一,为探析北京地区深部孕震环境及发震机制,布设并完成了NWW向横跨怀—涿盆地的大地电磁测深数据采集、处理与反演工作,并对已有的区域重磁数据进行了三维聚焦反演.基于以上二维电性结构剖面和重磁三维结构,结合区域地质、地震探测和水化学资料,取得以下认识:(1)怀—涿盆地中下地壳存在低密度、低磁性和高导性的同源物质异常体,该异常平面上呈NEE向椭圆形分布,在温泉屯一带埋藏最浅,约12 km.而盆地边缘岩体地球物理特征表现为高密度、中高磁性和高电阻率.震中多发生在盆岭交汇处,而震源位置则处在物性结构梯度带上,表明中下地壳不同物质的电性、密度、磁性及温度的差异是怀一涿地区深部重要的孕震环境.(2)怀—涿地区中下地壳高导异常体可能为上涌的地幔物质与沿断裂带进入地壳内部的地表水共同的反映.(3)在怀—涿盆地西北缘和东南缘形成的两大震区与盆地内部高温流体的运移有着密切关系,即两大震区为同一高温流体在中下地壳与围岩相互作用的结果.(4)本次涿鹿地震发生可能的机制为:在NEE向构造应力作用下,地下高温流体向NNW方向缓慢迁移,当遇到大海陀岩体阻挡后,转而从岩石结构稳定性较差的老君山亚口向东部延—矾盆地迁移,在高温流体迁移的过程中促使杏园村—万窑村一带的老君山体发生高倾角右旋走滑型断裂.     

A hypothesis on seismogenic process in a hard interacalary strata in the crust and promoting earthquakes by fluids for intraplate strong earthquake

IntroductionScientificsearchforearthquakepredictionisbeinginhardstages.Thedifficultiesarefromvariousaspects.Themainreason,amongwhich,isthattillnow,humanbeinghaslessknowledgeaboutthedevelopmentandoccurringprocessofeanhquake.Inthepast30years,agreatdeal...     

短期线状集中分布地磁日变化感应电流异常机理初步解释——以2012年唐山4.8级地震为例

本文分析了2012年唐山4.8级地震前,震中附近出现的短期原地重现线状集中分布地磁日变化感应电流异常的时空变化特征,及其与地震、中-下地壳和上地幔高导层的关系,进一步证实了短期原地重现线状集中分布感应电流的走向与中-下地壳和上地幔高导层顶面界埋深走向一致,认为其机理可能是深部热流体的上涌导致壳幔高阻体出现带有上拱性质的拆离滑动,深部上涌的热流体和高导层内热流体侵入高导层内电阻相对较高的地区,高导层出现短时间高导电流通道,当地磁日变化感应电流扫描经过高导电流通道时,感应电流会呈线状集中分布于此,并基于趋肤效应分布于其顶面附近。由于重现异常是发生在震源下方中-下地壳和上地幔高导层的地震异常,且该异常不同于震源附近及其震源至地表的地震异常,因此对推进地震孕育与发生机理研究可能有一定作用。此外研究还发现,地震虽然主要位于重叠段的端部,但更有可能位于中-下地壳重叠段的端部,这一发现对日常震情跟踪中应用该异常确定未来地震位置有一定帮助。     

关于震源附近流体、热和能量分配问题的研究进展

作为地震学的基本问题,地震发生过程中震源附近流体、热与能量的分配问题一直是地震学家关注的前沿课题.目前,越来越多的研究表明震源附近存在流体,且流体在地震的孕育、发生过程中起重要作用,但对深部流体的来源尚存较大争议.对于震源区的热问题,自应力热流佯谬提出以来,不同的模型被用于解释热流佯谬相关问题,其中动态弱化被认为可能是解决热流佯谬的关键.摩擦产生的热能与能量分配问题直接相关,大地震发生后,立即进行深钻现场测量对认识地震发生过程中震源附近的流体、摩擦热能及能量分配问题具有时效性和重要现实意义.本文回顾了国际上有关震源附近流体、热及能量分配问题的最新研究进展,这些问题的研究将对认识地震的孕育和发生过程带来重要启示.     

Research Progress on the Problem of Fluid,Heat and Energy Distribution near the Earthquake Source Area

As the basic problems in seismology, fluid, heat and energy distribution near earthquake sources during earthquake generation have been the leading subjects of concern to seismologists. Currently, more and more research shows fluid around earthquake source areas, which plays an important role in the process of earthquake preparation and generation. However, there is considerable controversy over the source of fluid in the deep crust. As for the problem of heat around earthquake source areas, different models have been proposed to explain the stress heat flow paradox. Among them, the dynamic weakening model has been thought to be the key to solving the heat flow paradox issue. After large earthquakes, energy distribution is directly related to friction heat. It is of timely and important practical significance to immediately implement deep drilling in-site surveying to gain understanding of fluid, friction heat and energy distribution during earthquake generation. The latest international progress in fluid, heat and energy distribution research has been reviewed in this paper which will bring important inspiration for the understanding of earthquake preparation and occurrence.     

断层带流体对断层强度和强震孕育的影响

大量研究表明,流体在断层弱化中起着非常重要的作用.在地壳浅部脆性域,自由水通过流体孔隙压力减小断层有效正压力,从而降低断层摩擦强度;在地壳深部,矿物中的微量结构水弱化岩石流变强度.另外,流体-岩石相互作用等化学过程,如长石水解反应,对断层强度的影响也非常显著.断层深部流体通过物理作用与化学作用影响着岩石的变形机制,从而影响断层力学性质与地震孕育和发生.断层内部流体孔隙压力周期性变化是断层带脆-塑性转化、裂缝张开与愈合等的直接体现,这种变化控制着断层强度与强震周期性发生现象.     

地震前油井动态变化机理的初步探讨

根据理想的水平层状含油层模型,分析研究了地震前油井动态变化的机理,认为由于地壳应力应变的作用,使得含油层内的孔隙流体压力发生变化,当应娄增大时,孔隙流体压力也随之增大,进而引起油井的产液量和产气量发生变化。     

Empirical Approaches to Earthquake Prediction: A Brief Review of the Practice and Research in China

This paper gives a brief review of some progress in the research and practice of earthquake prediction in China in terms of the study of strong earthquake cases in three disciplines of precursory means: crust deformation and strain, underground fluid dynamics, and geoelectro-magnettsm, summarized in the past 30-odd years. All the progress, however, shows that the research of earthquake prediction in China is still in the empirical stage of its development. The main tasks in this stage would involve the following aspects: (1) accumulating earthquake cases, particularly the cases of strong earthquakes with a wide variety of reliable precursory data observed by fixed or mobile networks of different disciplines; and (2) studying the physical mechanism of observational means in more detail and the synthetic model of earthquake preparation based on the theoretical and laboratory researches as well as the data of in-situ observation.     

Triggered earthquakes and deep well activities

Earthquakes can be triggered by any significant perturbation of the hydrologic regime. In areas where potentially active faults are already close to failure, the increased pore pressure resulting from fluid injection, or, alternatively, the massive extraction of fluid or gas, can induce sufficient stress and/or strain changes that, with time, can lead to sudden catastrophic failure in a major earthquake. Injection-induced earthquakes typically result from the reduction in frictional strength along preexisting, nearby faults caused by the increased formation fluid pressure. Earthquakes associated with production appear to respond to more complex mechanisms of subsidence, crustal unloading, and poroelastic changes in response to applied strains induced by the massive withdrawal of subsurface material. As each of these different types of triggered events can occur up to several years after well activities have begun (or even several years after all well activities have stopped), this suggests that the actual triggering process may be a very complex combination of effects, particularly if both fluid extraction and injection have taken place locally. To date, more than thirty cases of earthquakes triggered by well activities can be documented throughout the United States and Canada. Based on these case histories, it is evident that, owing to preexisting stress conditions in the upper crust, certain areas tend to have higher probabilities of exhibiting such induced seismicity.     

哈萨克斯坦斋桑7.3级地震前后的地下流体动力学效应

分析了斋桑地震前后天山地震带不同观测井的地下流体动力学及水文地球化学地震前兆和后效的异常变化特征。认为:地震流体效应具有不可逆性,不同构造带,远距离的异常变化可能与地壳区域块体构造运动有关,强震后效敏感带反映了区域应力场的加强过程,亦可发展成为新的潜在震源区。