地下流体与地震预报

1、地下流体与地震预报赋存在地壳岩体空隙中的油、气、水等，且与孕育、发生地 震构造活动存在着直接联系的的物质就是地震地下流体。 在区域 应力作用下， 以强震孕育的动力学原理为基础， 当受到作用力地 壳介质被破坏产生变形时，在化学作用、热力作用、动力作用下 介质中流体所发生的动态变化等就是大陆地下流体前兆物理力 学机制。查明现今断层仍存在新活动的关键标志就是该流体。1 形成地下水动力学前兆机制1.1 微裂过热水爆炸冲击 微裂隙是震源岩体在应力增加到岩石抗压强度三分之二以 上时，产生的裂隙，且随着时间的推移，该裂隙不断地扩大、发 展，减压条件形成， 附近沸腾的热水上涌后， 制造出爆炸冲击力， 就出现了

2、前兆现象， 这就是微裂过热水爆炸冲击机制。 当该机 制出现，地下水水温升高、流量增大、水位上升等则为震中区附 近主要的现象，除此之外，还伴有的现象有磁、电、光、声等。1.2 蠕滑机制 在粘滑之前，断层常会产生稳定滑动，且为间歇性，该滑动 将附近一定范围内岩石介质牵动后，物理变化也相应地产生了。 只要通过流量或水位的变化就能够将这种蠕滑或者稳定滑动所 引发的岩石介质微量变化反映出来。 例如： 特殊地层前兆现象被 深井压水水位记录下来。蠕滑的主要特点在于水位固体潮相位、 幅度等发生改变或者反向等现象， 以及水位固体潮正常日便形态 发生变形，具体为微量波动，该波动甚至持续数小时。这些现象 所对应的地

3、震比例较高， 该前兆具有较高价值， 不过目前仅在基 岩承压水中观测到。1.3 破裂机制 该机制在临震前阶段，具有较为强烈的震中地区地应力活 动，像断层带的岩层有局部破裂的现象发生等薄弱地壳部位， 使 新的水力联系形成于不同含水层之间， 在短时间内， 地下水水化 学组分、水温、石油产量、井水流量、泉水流量、地下水水位等 发生剧烈变化， 将地下水平衡状态破坏。 这种前兆现象单依靠人 类感觉器官可察觉、发现，因其具有突变型特点。它们的数量在 外围地区较少， 经常在震中区及其四周较为集中地分布， 且越集 中于震中地区、越与发震时刻临近，就会越发强烈其变化程度。 当不同含水层之间相互连通， 证明隔水层产

4、生破裂， 位于高水头 水层的水会向低水头含水层中流去， 从而升降水位或者增减泉水 流量，如图 1 所示。而若沟通裂缝一旦产生，沿着裂缝，地表会 涌出大量地下水， 因此，该前兆现象十分显著， 可在震中观测到， 其均可出现在各类含水层中。1.4 压张性应变机制在震中外围地区会出现变化缓慢、 时间较长的地下水动力学 前兆现象。 在张应力作用下， 降低地下水水位， 扩大其空隙容积； 而在压应力作用下，上升地下水水位，缩小了演示空隙容积。该 应变活动会经历较长时间过程， 且均匀、 缓慢，因此，变化均匀、 缓慢等是形成地下水水位前兆的特点。2 非地震因素引起地下流体异常2.1 气温作为气体的氡的溶解度易受

5、到压力、 温度等影响， 深还是浅、 冷水井还是热水井等观测井的实际情况决定了该影响和影响程 度，而影响浅层抽水井作用明显，通常为氡含量低、气压低、气 温高。2.2 地下水的抽取水氡浓度随着氡其衰变而逐渐减少， 这是水氡浓度的主要变 化，当然前提是从含水层岩石中脱离出来的地下水流入井孔以 后。除此之外，从井面逸出的氡气必须降低含量，担当抽水量有 限或者不抽水时， 相比于含水层的水氡值， 水体缓慢交替的境内 的氡含量明显低。 而增大抽水量后， “新水”取代了原来的“旧 水”被，从而突发性提升了氡的测值。停止抽水，会有规律的降 低氡值。而在抽水过程中，在井水的不断交替中，减小了氡的衰 变量，因此，以

6、较高水平为基准保持了氡值。2.3 大气降水氡在降水总的含量通常较低， 在地下水面中渗入了大气降水 后，其混合于氡含量很高的地下水中， 这时就降低了观测水氡值， 人们称之为稀释或者淡化。 除此之外， 淡化的现象还会因泉水或 者井口出露处直接流进大气降水的因素而产生。 氡值的下降或上 升是因为起到渗入、补给作用的大气降水将水动力条件改变了， 改变了不同浓度的氡水混合比。3 具体研究对水温和水位与地震之间的关系进行研究， 以西南地区水温 和水位对地震的影响为例进行研究，如图 2 所示：3.1 水温地下水和地温在发生地震前变化显著， 而地热异常带往往在 地震活动区域出现。 温度变化在深井中时极其微小的

7、， 如深井深 度在上千米以上， 地表因素不会对温度带来影响， 所以也就明确 清晰了温度异常信息。图 3 所示：3.2 水位异常 不可压缩性、易流动性、分布广泛性等是岩体、地壳孔隙中 赋存的地下水所具有的特征。 当含水层系统与井处于良好封闭性 的承压体系，测验灵敏是地下水的作用。在人为、自然等诸多因 素的影响下，伴随时间迁移， 地下水动态其实为复杂的物理过程。 水位受到地震震级、发震地点等因素影响，含水层的封闭性、水 位埋深、观测层的岩性等，在同一口井的条件下不会发生改变。 如图 4 所示：4 总结动力来源、 地壳介质条件、 构造单元等都会对大陆强震活动 产生控制、其扭、张、压性质表现在破裂机制上。而地震前兆也 远远超出人们的想象，在力的作用下，地壳介质发生破坏，通过各种通道，一部分流体上升到地壳浅层， 于