香港中文大學地球與環境科學系楊宏峰教授及其團隊,發現2019年四川威遠頁岩氣田的5.6級地震前,長達11個月的先兆性斷層活動。該研究成果發表於著名期刊《Communications Earth & Environment》。這項發現有助理解誘發地震機制,並為災害預警提供新方向。
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研究團隊自2017年起,研究中國頁岩氣開發主要區域的四川盆地的誘發地震。在2020年,團隊揭示了2019年發生於威遠頁岩氣田的極淺層地震,可能與向低滲透性的頁岩層注入高壓水致產生裂縫,以提高頁岩氣產量的「水力壓裂」技術有關。2023年,團隊更發現了水力壓裂誘發地震的新機制。
2019年9月8日,四川內江市威遠縣一日內先後發生三次地震,最強一次達5.6級,震源深度10千米,當時有超過4000間房屋受損或倒塌,至少1人死亡,63人受傷。
最新研究中,透過極高精準度,定位誤差小於10米,識別出2019年四川威遠5.6級地震發生前,已現一段長時間的地震先兆訊號,並與該區頁岩氣開採活動有關。數值模擬顯示,「無震滑移」即沿斷層的緩慢非地震性運動,是長時間先兆斷層活動的主要因素。
該區於2015年開始開採油氣,並設置多個水力壓裂平台向頁岩注入高壓水。受H39平台水力壓裂流體進入斷層影響,斷層於2018年10月閞始活動。隨後,因受到多個平台持續水力壓裂的影響,先兆性前震因而沿著斷層向主震震源遷移。
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楊教授表示:「由於地震會在壓裂活動結束之後發生,這使得難以及時採取有效緩解措施。我們的研究發現長時間的先兆性斷層活動對評估誘發地震的風險。這類持續性的地震活動在地震前11個月反映斷層面的狀況,對隨後的破壞性地震有所警示,顯示微小的斷層運動如何逐漸演化至災難性事件的發生。」
這些先兆訊號可視為活躍頁岩氣開採區域的災害預警。研究團隊計劃繼續在四川盆地進行研究,擴大地震數據庫,以支持研發預警系統。
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