四川水庫(kù)地震綜述

謝蓉華，楊曉源，杜 瑤

(四川省地震局，四川 成都 610041）

0 前言

四川省境內(nèi)公認(rèn)為水庫(kù)誘發(fā)地震的有5例，有爭(zhēng)議的疑似水庫(kù)誘發(fā)地震有2例。表1列出了5例四川水庫(kù)誘發(fā)地震概況，表2列出了2例有爭(zhēng)議的疑似水庫(kù)誘發(fā)地震。

1 中型水庫(kù)在小斷層上誘發(fā)地震的新店水庫(kù)

新店水庫(kù)位于犍為縣境內(nèi)，是一個(gè)壩高29 m，總庫(kù)容僅2 900 m3的中型水庫(kù)。新店水庫(kù)位于越溪河的一個(gè)支流上，徑流量較小，故1974年4月開始蓄水后歷時(shí)2年才蓄至接近滿庫(kù)的2890萬(wàn)m3。但該水庫(kù)蓄水僅3個(gè)月后，四川省臺(tái)網(wǎng)就觀測(cè)到水庫(kù)附近發(fā)生了ML2.5級(jí)地震，是四川省境內(nèi)最早發(fā)生的水庫(kù)地震。因?yàn)榘l(fā)震當(dāng)年四川省地震觀測(cè)還處于建設(shè)發(fā)展初期，對(duì)新店水庫(kù)所在地區(qū)的監(jiān)測(cè)能力嚴(yán)重不足。故1974年7月16日ML2.5級(jí)地震前是否發(fā)生過(guò)更小的地震儀器沒(méi)有記錄。

第一次觀測(cè)到新店水庫(kù)發(fā)生ML2.5級(jí)地震后，隨著庫(kù)水位不斷增加，當(dāng)?shù)赜懈械卣鹨嚯S之增多，但臺(tái)網(wǎng)能定位的地震并不多。據(jù)調(diào)查從1974年4月開始蓄水至1979年9月15日發(fā)生ML4.2級(jí)主震的5年多時(shí)間內(nèi)，當(dāng)?shù)乩相l(xiāng)感覺(jué)到數(shù)百次地震，但臺(tái)網(wǎng)能定位的地震僅僅為大于2.0級(jí)的地震26次。根據(jù)四川省地震臺(tái)網(wǎng)測(cè)定，ML4.2級(jí)主震的震中位置是北緯29 24、東經(jīng)104 01，恰好落在面積并不大的新店水庫(kù)淹沒(méi)區(qū)中 （和5年前發(fā)生ML2.5在同一地點(diǎn)）。據(jù)四川省地震局派出的宏觀考察人員評(píng)估，震中烈度高達(dá)Ⅵ度。當(dāng)年十分稀疏的四川省地震臺(tái)網(wǎng)當(dāng)然無(wú)法測(cè)定這些地震的震源深度，但從震中烈度偏高、小于ML2.0級(jí)地震即使當(dāng)?shù)鼐用衩黠@有感的現(xiàn)象推測(cè)這些地震的震源應(yīng)當(dāng)很淺。因?yàn)樵摰卣鹑悍纤畮?kù)地震的很多特征，如發(fā)生在水庫(kù)淹沒(méi)線外推10km的范圍內(nèi)、震源很淺、震中烈度偏高、地震活動(dòng)呈主震余震型，主震的發(fā)震時(shí)間出現(xiàn)在第二個(gè)水位高峰期間且位于水庫(kù)誘發(fā)地震的高發(fā)時(shí)間窗附近，故很多研究人員均將此次地震群認(rèn)定為水庫(kù)誘發(fā)地震。例如丁原章的 《水庫(kù)誘發(fā)地震》一書中就將該地震群列入了中國(guó)部分水庫(kù)地震震例之中[1]。李介成先生[2]、劉忠書[3]和楊曉源[4]也在他們的論文中認(rèn)為此次地震系水庫(kù)誘發(fā)。但也有學(xué)者認(rèn)為該地震與越西巖鹽礦注水采鹽有關(guān)[5]。據(jù)呂貴選著文介紹，在新店水庫(kù)周邊有歷史悠久的采鹽井，自1967年運(yùn)用水溶采鹽工藝后，1970年即出現(xiàn)地震活動(dòng)。李介成在新店水庫(kù)地震宏觀調(diào)查時(shí)也注意到在ML4.2級(jí)主震發(fā)生前，位于水庫(kù)邊沿的羅城24號(hào)鉆孔的鹵水從需要抽取變成自溢，且發(fā)現(xiàn)鹵水也濃度也下降。據(jù)此現(xiàn)象分析是否庫(kù)水滲透與該鹽井連通？聯(lián)系到四川省的鹽鹵多產(chǎn)于斷層的裂隙之中，而水庫(kù)之南正好有一條規(guī)模不大的鐵山斷層穿越且有一段出露于水庫(kù)之中，是否庫(kù)水、鹽井均通過(guò)鐵山斷層的破碎帶裂隙相連。據(jù)李介成考察鐵山斷層屬壓扭性斷層，符合水規(guī)總院七條判據(jù)中的斷層性質(zhì)有利于水庫(kù)誘發(fā)地震。由此看來(lái)確實(shí)是新店水庫(kù)誘發(fā)了這次構(gòu)造型水庫(kù)地震。因?yàn)殍F山斷裂規(guī)模不大，構(gòu)造儲(chǔ)能也不可能大，故此次地震應(yīng)當(dāng)是一個(gè)壩高很低、庫(kù)容也不大的中型水庫(kù)在一條小斷裂上誘發(fā)了ML4.2級(jí)地震的例子。為什么如此小的水庫(kù)會(huì)誘發(fā)構(gòu)造水庫(kù)地震？既與當(dāng)?shù)氐膸r性和斷層儲(chǔ)能狀況有關(guān)、也可能與采鹽有關(guān)。根據(jù)李介成分析新店水庫(kù)所在地層為生物性灰?guī)r、白云巖等脆性巖層，中間夾有20 m左右的鹽層，其裂隙發(fā)育，加上采鹽留下"四通八達(dá)"的空洞十分易于庫(kù)水下滲。因此蓄水初期出現(xiàn)的大量小于ML2.0級(jí)的有感地震是否其中夾有巖溶塌陷型水庫(kù)地震也完全有可能。只是因?yàn)榘l(fā)震的當(dāng)年臺(tái)站過(guò)于稀疏沒(méi)有足夠的觀測(cè)資料可供進(jìn)一步分析研究。但從前震和余震中的最大震級(jí)與主震震級(jí)之差較大分析，將該地震群分類

為前震-主震-余震型更合適。按丁原章對(duì)巖溶塌陷型和構(gòu)造型水庫(kù)誘發(fā)地震的地震活動(dòng)類型分類，應(yīng)當(dāng)分類于構(gòu)造型水庫(kù)誘發(fā)地震。劉忠書在他的著文中將新店水庫(kù)部分小地震分屬溶解塌陷型水庫(kù)地震。筆者認(rèn)為，即或是有一部分小地震不屬構(gòu)造型水庫(kù)地震，但ML4.2級(jí)主震仍應(yīng)定位于構(gòu)造型水庫(kù)地震，主要原因是由重力和庫(kù)水聯(lián)合作用引起的，崩滑塌陷類地震很難有如此高的能力。如若果真是劉忠書先生指出的那樣，新店水庫(kù)應(yīng)該是同時(shí)誘發(fā)了兩種不同類型的水庫(kù)地震的例子。

表1 四川水庫(kù)誘發(fā)地震Table 1 Reservoir-induced earthquakes in Sichuan

表2 四川疑似水庫(kù)誘發(fā)地震Table 2 Suspected reservoir-induced earthquakes in Sichuan

2 先后誘發(fā)了兩類水庫(kù)地震的銅街子水庫(kù)

銅街子電站位于樂(lè)山市沙灣區(qū)境內(nèi)，是大渡河下游一個(gè)壩高82 m，庫(kù)容2億立方米的大Ⅱ型水庫(kù)。銅街子水庫(kù)雖然位于滎經(jīng)-馬邊-鹽津地震構(gòu)造帶的東側(cè)邊緣，但庫(kù)壩區(qū)蓄水前的地震活動(dòng)性水平很低。然而銅街子水庫(kù)于1992年4月5日下閘蓄水后的次日起，即在庫(kù)壩區(qū)頻發(fā)有感地震。至1995年5月為止，庫(kù)壩附近發(fā)生大小地震6 000余次，其中頻度最高的時(shí)間發(fā)生在下閘蓄水后的1992年8月，月頻次高達(dá)1 021次，最大地震發(fā)生在下閘蓄水后的1992年9月，震級(jí)為ML3.5級(jí)。最大地震發(fā)生后，地震發(fā)生的頻率迅速下降，此后以較低的地震活動(dòng)頻次一直保持至1994年底。銅街子水庫(kù)誘發(fā)地震發(fā)生時(shí)，四川地震臺(tái)網(wǎng)已經(jīng)初具規(guī)模。對(duì)銅街子水庫(kù)地區(qū)的監(jiān)測(cè)能力可以達(dá)到ML2.0級(jí)左右，且可以測(cè)定震源深度。銅街子地震頻發(fā)期間四川省地震局還兩次出動(dòng)流動(dòng)臺(tái)、設(shè)計(jì)單位成勘院也增設(shè)了兩個(gè)地震臺(tái)以強(qiáng)化了監(jiān)測(cè)，最高監(jiān)測(cè)能力期間的可定位震級(jí)下限估計(jì)可達(dá)ML1.0級(jí)。這次水庫(kù)誘發(fā)地震活動(dòng)特征以震群形式出現(xiàn)，與最大地震震級(jí)ML3.5級(jí)相近的3～3.5級(jí)地震高達(dá)9次；地震活動(dòng)與水庫(kù)水位關(guān)系明顯，蓄水初期很快就發(fā)生地震，明顯屬于快速響應(yīng)型誘發(fā)地震；主震的震源深度僅1.2km,震中烈度偏高達(dá)Ⅴ度，極震區(qū)民居損壞率達(dá)10%；ML1.5級(jí)左右的微小地震明顯有感，儀器測(cè)定絕大多數(shù)微小地震的震源深度均小于4 km[6]；水庫(kù)淹沒(méi)區(qū)域廣泛分布二疊系原層塊狀灰?guī)r和砂巖，三疊系砂巖夾灰?guī)r和厚層泥質(zhì)灰?guī)r等，其裂隙、溶洞發(fā)育，透水性強(qiáng)?？梢悦鞔_地認(rèn)為銅街子水庫(kù)蓄水初期誘發(fā)的震群是巖溶塌陷型水庫(kù)地震。

銅街子水庫(kù)下閘蓄水2年4個(gè)月后，在距銅街子水庫(kù)淹沒(méi)線邊沿11 km的五渡-利店斷層中段上又先后發(fā)生了3次ML5.0級(jí)以上地震，其中最大的一次為1994年12月30日發(fā)生的ML5.7級(jí)地震。據(jù)四川地震臺(tái)網(wǎng)測(cè)定，1994年發(fā)生的5.7級(jí)地震的震源深度為13 km，而1993年發(fā)生的5.0級(jí)地震震源深度僅為5 km。五渡 -利店斷層僅是一個(gè)長(zhǎng)約50 km的斷層，其北段分裂為3條小斷裂，從銅街子水庫(kù)的庫(kù)尾段穿越水庫(kù)。按一般概念，蓄水后庫(kù)尾段的新增水頭較小，庫(kù)水沿?cái)鄬酉聺B壓力因?yàn)樗畮?kù)造成的增加量亦較小，誘發(fā)構(gòu)造型水庫(kù)地震的概率應(yīng)當(dāng)較低。但是有專家認(rèn)為五渡 -利店斷裂北段的分岔段破碎面寬，有利于庫(kù)水下滲[7、8]。值得注意的是穿越庫(kù)中段的紫斗村斷層和穿越庫(kù)首的大旋斷層的地表形跡南段雖然未與五渡-利店斷層垂直相交，但從西南走向的形跡分析，很可能在地表下交匯。若是如此，五渡店斷層通過(guò)前述兩條斷層獲得庫(kù)水的滲入亦是有可能。正因?yàn)閹?kù)水滲入五渡利店斷裂造成銅街子蓄水后的1992～1993年ML5.0級(jí)地震發(fā)生前該斷裂北段上先后發(fā)生30多次有感地震，其中3級(jí)以上6次。隨后于1993年8月、1994年12月和1995年4月先后在該斷裂中段發(fā)生3次ML5.0級(jí)以上地震，其中1994年12月30日在沐川縣楊村發(fā)生ML5.7級(jí)主震距水庫(kù)淹沒(méi)區(qū)最近處僅11 km。據(jù)此，徐澤奎和呂貴選均著文認(rèn)為此次5.7級(jí)地震與銅街子水庫(kù)有關(guān)。根據(jù)丁原章對(duì)構(gòu)造型水庫(kù)誘發(fā)地震的特征作為判斷：5.7級(jí)地震滯后于下閘蓄水2年8個(gè)月，屬于滯后型誘發(fā)地震；5.7級(jí)地震前后均發(fā)生了最大地震5.0級(jí)的前震和余震群，屬前震-主震-余震型誘發(fā)地震。根據(jù)水規(guī)總院七條水庫(kù)誘發(fā)地震條件中對(duì)斷層性質(zhì)的判據(jù)，五渡-利店斷裂為壓扭性近活動(dòng)斷裂，加上該地震的震源深度為13 km，前震的震源深度更小，有一個(gè)由淺入深的發(fā)展過(guò)程；其發(fā)震時(shí)間又在構(gòu)造型水庫(kù)誘發(fā)地震的高發(fā)時(shí)間窗內(nèi)，筆者完全贊同徐、呂兩位的觀點(diǎn)，認(rèn)為沐川5.7級(jí)地震序列是銅街子水庫(kù)誘發(fā)的，且據(jù)其特征判斷屬于構(gòu)造型水庫(kù)誘發(fā)地震。

綜上所述，銅街子水庫(kù)是四川省境內(nèi)既誘發(fā)了巖溶塌陷型水庫(kù)地震，又誘發(fā)了構(gòu)造型水庫(kù)地震的案例。據(jù)筆者了解，這一類案例在世界水庫(kù)地震誘發(fā)史上至今未見有類似報(bào)道。

3 只誘發(fā)了微小震群的二灘大型水庫(kù)

二灘水電站是雅礱江上開發(fā)的第一個(gè)大型水電站。該電站最大壩高240 m，總庫(kù)容58億立方米，其蓄水后形成的水庫(kù)是一個(gè)典型的高山峽谷型高壩大庫(kù)。二灘水庫(kù)自1998年5月下閘蓄水13年來(lái)，僅在蓄水初期誘發(fā)了幾個(gè)最大震級(jí)不高、地震個(gè)數(shù)也不多的微小震群，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于眾多預(yù)測(cè)研究人員預(yù)期的6級(jí)或5級(jí)誘發(fā)地震震級(jí)上限，二灘水庫(kù)誘發(fā)地震預(yù)測(cè)與實(shí)踐表明，不僅天然地震預(yù)測(cè)難度很大，水庫(kù)誘發(fā)地震的預(yù)測(cè)也有諸多難點(diǎn)，需要我們不斷努力探索。

在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段，有關(guān)水庫(kù)誘發(fā)地震的可能性報(bào)告認(rèn)為，二灘水庫(kù)蓄水后可能在庫(kù)首段的西番田斷層和李明久斷層的淹沒(méi)段誘發(fā)構(gòu)造型水庫(kù)地震。這兩個(gè)斷層是二灘大壩和地下廠房所在的共和斷塊的邊界斷層，其中西番田誘震區(qū)的震級(jí)上限為4.5級(jí)，李明久斷層誘震區(qū)的震級(jí)上限則高達(dá)6.0級(jí)！在二灘水庫(kù)地震臺(tái)網(wǎng)長(zhǎng)達(dá)7年的天然本底地震活動(dòng)監(jiān)測(cè)期間，在二灘庫(kù)首邊緣觀測(cè)到了最大震級(jí)為ML3.2級(jí)的力馬震群、最大震級(jí)為ML2.6級(jí)的馬鹿塘震群和最大震級(jí)為ML4.0級(jí)地震的田灣震群。這三個(gè)震群的發(fā)生是對(duì)二灘水庫(kù)展布區(qū)域天然本底地震活動(dòng)背景水平的最佳評(píng)估震例。這幾個(gè)小震序列的精確測(cè)定是二灘水庫(kù)地震臺(tái)網(wǎng)較圍堰擋水提前2年、較下閘蓄水提前7年建成投測(cè)的最好回報(bào)。

二灘水庫(kù)于1998年5月下閘蓄水。下閘不久就遇到我國(guó)大陸大雨磅礴，全國(guó)掀起抗洪救災(zāi)的高潮。剛蓄水下閘的二灘水庫(kù)也受命盡可能地?cái)r洪水以減輕長(zhǎng)江中下游抗洪救災(zāi)的難處。因此，二灘水庫(kù)在下閘蓄水后短短數(shù)月便蓄滿58億立方米水，處于滿庫(kù)的運(yùn)行狀態(tài)。二灘水庫(kù)正是在這樣的條件下先后誘發(fā)了幾個(gè)小震群。它們分別是1998年5月17日在西番田斷層北段發(fā)生的最大震級(jí)為ML2.6級(jí)由6個(gè)小震組成的龍勝小震群；1998年6月下旬在西番田斷層中段發(fā)生的最大震級(jí)僅為ML1.1級(jí)由16個(gè)小震組成的鳡魚小震群和1998年7月下旬至8月中旬在大壩上游附近發(fā)生的最大震級(jí)為ML2.2由18個(gè)地震組成的金龍山小震群。僅從前兩個(gè)小震群發(fā)生的位置分析很像是構(gòu)造型水庫(kù)地震，但從下閘蓄水至小震群發(fā)生距下閘蓄水僅十余天至一個(gè)多月，構(gòu)造型水庫(kù)誘發(fā)地震又不應(yīng)如此快發(fā)生?？紤]到先發(fā)生的龍勝小震群距水庫(kù)較遠(yuǎn)，后發(fā)生的鳡魚小震群卻緊鄰水庫(kù)，與構(gòu)造型水庫(kù)地震先淺后深、先近后遠(yuǎn)的規(guī)律不符。在兩群小地震發(fā)生的西番田斷層附近又無(wú)碳酸巖類分布并未發(fā)現(xiàn)溶洞或礦洞，不具備發(fā)生巖溶塌陷型地震的地質(zhì)條件。那么這兩群地震究竟應(yīng)該劃入哪一類型呢？考慮到水庫(kù)蓄水前，在西番田斷層的南段曾發(fā)生最大震級(jí)為ML3.2級(jí)的力馬小震序列，說(shuō)明西番田斷層南段儲(chǔ)能高于北段和中段，且已通過(guò)力馬小震群部分釋放。鑒于此后13年中西番田斷層上再?zèng)]有發(fā)生類似的震群，是否可以認(rèn)為這兩個(gè)小震群是在二灘水庫(kù)水位快速抬升階段，水體載荷在蓄水初期集中于庫(kù)首區(qū)在臨近的活動(dòng)斷層上觸發(fā)的小震群。水庫(kù)蓄水誘發(fā)的兩群小震中的最大地震與斷層上的本底活動(dòng)震群力馬小震群相比較，連本底地震活動(dòng)水平都未超過(guò)。

下閘蓄水后3個(gè)月左右，在金龍山附近的震旦系上統(tǒng)白云巖灰?guī)r之上發(fā)生了金龍山ML2.2級(jí)小震群。金龍山產(chǎn)粘土礦、青杠林的灰?guī)r溶洞中產(chǎn)鐵礦石且均有人開采。故從地質(zhì)特征、發(fā)震時(shí)間和1級(jí)以上小震當(dāng)?shù)厝司陀懈械忍卣鱽?lái)判斷二灘水庫(kù)初次蓄水接近滿庫(kù)時(shí)誘發(fā)的金龍山震群，應(yīng)屬巖溶塌陷型水庫(kù)地震。下閘蓄水后的第二年，在鹽邊被淹沒(méi)的舊城附近又發(fā)生了最大震級(jí)為ML1.8級(jí)的健康小震群。此小震群發(fā)生在西番田斷裂西側(cè)。

據(jù)以上分析，具有大型庫(kù)容的二灘水庫(kù)僅在蓄水初期誘發(fā)了因?yàn)榭焖偌虞d誘發(fā)的兩個(gè)小震群，因?yàn)檠蜎](méi)灰?guī)r溶洞而誘發(fā)的巖溶塌陷型水庫(kù)地震。歸納起來(lái)，二灘水庫(kù)誘發(fā)的地震連本底天然地震活動(dòng)水平都未超過(guò)。

4 在強(qiáng)震多發(fā)的深大斷裂上僅誘發(fā)了MS4.6級(jí)地震的大橋水庫(kù)

大橋水利樞紐位于冕寧縣境內(nèi)，是安寧河上游的龍頭水庫(kù)。大橋水利樞紐主壩的最大壩高93 m、總庫(kù)容6.58億立方米，是一個(gè)大Ⅱ型水庫(kù)。大橋水庫(kù)的主體建筑建于安寧河?xùn)|支斷裂和西支斷裂之間的斷塊上。大橋水庫(kù)由一個(gè)主庫(kù)和支庫(kù)構(gòu)成，其主庫(kù)位于北徑河流經(jīng)的斷陷盆地中，支庫(kù)位于苗沖河谷。主庫(kù)和支庫(kù)分別淹沒(méi)了安寧河西支斷裂和東支斷裂，其主庫(kù)淹沒(méi)西支斷裂長(zhǎng)度約為5 km，支庫(kù)淹沒(méi)東支斷裂約為2.2 km。安寧河斷裂是強(qiáng)震多發(fā)的斷裂，其北段在瀘定縣和石棉縣境內(nèi)與鮮水河、龍門山斷裂交匯，南段在西昌附近與則木河斷裂交匯。整個(gè)安寧河斷裂所在的南北向狹長(zhǎng)地段，是我國(guó)中長(zhǎng)期預(yù)測(cè)近二十年來(lái)多次圈定的重點(diǎn)危險(xiǎn)區(qū)。大橋水庫(kù)正好位于該重點(diǎn)危險(xiǎn)區(qū)中區(qū)中間，將安寧河?xùn)|支、西支與斷裂均淹沒(méi)。

大橋水庫(kù)于1999年6月19日下閘蓄水，當(dāng)天起在大壩上游的彝海子一帶開始發(fā)生一系列淺源地震。因?yàn)楸O(jiān)測(cè)能力達(dá)ML0.8級(jí)的大橋水庫(kù)地震臺(tái)網(wǎng)在下閘蓄水前早已建成投測(cè)，其運(yùn)行穩(wěn)定、觀測(cè)質(zhì)量高，故對(duì)此被臺(tái)網(wǎng)完全包圍小震群監(jiān)測(cè)精度高、系列完整，且多數(shù)小震可較好地深定震源深度，其測(cè)定結(jié)果可信度也較高。這群小震中的最大地震震級(jí)為ML2.4級(jí)，發(fā)生在2001年9月18日。此后，大橋水庫(kù)一直維持滿庫(kù)運(yùn)行直至12月6日。小震群的活動(dòng)在大橋滿庫(kù)運(yùn)行結(jié)束前就逐步趨于平靜。由小震群的分布與斷層關(guān)系可見，小震群主要發(fā)生在安寧河?xùn)|支斷裂上，距苗沖河支庫(kù)淹沒(méi)線邊沿外延不到10 km的范圍內(nèi)。這一群小震未出現(xiàn)在第一次蓄水高峰期而出現(xiàn)在第二次蓄水高峰期內(nèi)，明顯屬于滯后型水庫(kù)誘發(fā)地震。小震群發(fā)生的地區(qū)廣泛分布著三選紀(jì)鉀長(zhǎng)花崗巖和斜長(zhǎng)花崗巖，沒(méi)有灰?guī)r類巖層分布，卻有斷層穿越水庫(kù)，應(yīng)屬構(gòu)造型水庫(kù)地震的范疇。這群小震結(jié)束后不久，庫(kù)水位因枯水季節(jié)灌溉需要持續(xù)下降，這時(shí)庫(kù)區(qū)進(jìn)入了地震活動(dòng)的平靜期。正是在這平靜期中，負(fù)責(zé)大橋水庫(kù)誘發(fā)地震研究的陳農(nóng)高級(jí)工程師認(rèn)為被淹沒(méi)的東支斷裂上還可能出現(xiàn)更大的水庫(kù)地震。據(jù)此，他專門撰寫了有關(guān)大橋水庫(kù)震情下一步發(fā)展的預(yù)測(cè)研究報(bào)告。該報(bào)告認(rèn)為大橋水庫(kù)庫(kù)區(qū)近期還可能發(fā)生4級(jí)左右的水庫(kù)誘發(fā)地震。四川省地震局水庫(kù)地震研究所專門將此報(bào)告印送大橋水利樞紐的業(yè)主。據(jù)筆者了解，這是國(guó)內(nèi)唯一于主震發(fā)生之前向業(yè)主提交了短期預(yù)測(cè)意見的構(gòu)造型水庫(kù)誘發(fā)地震?？上У氖沁@次預(yù)測(cè)意見未向省預(yù)報(bào)研究所報(bào)告并備案。這次主震預(yù)測(cè)意見的依據(jù)是前震群的發(fā)生，而構(gòu)造型水庫(kù)誘發(fā)地震在地震活動(dòng)性方面的表現(xiàn)形態(tài)正是前震-主震-余震型。大橋水庫(kù)誘發(fā)的構(gòu)造型水庫(kù)地震主震前作出了較好的預(yù)期意見說(shuō)明，建立水庫(kù)誘發(fā)地震監(jiān)測(cè)臺(tái)網(wǎng)的重要性，若僅依靠監(jiān)測(cè)能力只能達(dá)ML2.5級(jí)左右的區(qū)域臺(tái)網(wǎng)，主震發(fā)生前出現(xiàn)的具有前兆意義的小震群不可能被完整且準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)到，當(dāng)然也不可能作出相應(yīng)的預(yù)測(cè)意見。大橋水庫(kù)地震也有它特殊的地方，如前震發(fā)生在壩上游，而主震卻發(fā)生在壩下游，二者的地理位置不重合。又如，大橋水庫(kù)為什么在歷史強(qiáng)震多發(fā)的安寧河斷裂上僅僅誘發(fā)了一個(gè)震級(jí)為MS4.6級(jí)的中強(qiáng)地震？是什么原因沒(méi)有誘發(fā)更大的地震？又如安寧河?xùn)|支斷裂和西支斷裂均被大橋水庫(kù)淹沒(méi)，西支斷裂被大橋水庫(kù)的主庫(kù)淹沒(méi)段不僅新增水更大、淹沒(méi)長(zhǎng)度也更長(zhǎng)，誘發(fā)地震卻沒(méi)有出現(xiàn)在西支斷裂上，卻偏偏發(fā)生在淹沒(méi)長(zhǎng)度較短、新增水頭也較低的東支斷裂上？所有這些問(wèn)題都非常值得進(jìn)一步的探討和研究，也說(shuō)明人們對(duì)水庫(kù)誘發(fā)地震的認(rèn)識(shí)還很膚淺，有待積累更多資料，開展更多的深入的研究。

5 在龍門山斷裂上誘發(fā)了小震群的紫坪鋪水庫(kù)

紫坪鋪水庫(kù)是岷江中游的一個(gè)大Ⅰ型水庫(kù)。它的大壩位于都江堰市境內(nèi)，水庫(kù)淹沒(méi)區(qū)大部分在汶川縣境內(nèi)。紫坪鋪水庫(kù)的大壩是混凝土面板堆石壩，最大壩高156 m，總庫(kù)容11.12億立方米。龍門山斷裂是南北地震帶上的一條大斷裂。它在四川省境內(nèi)分成多條近乎平行的大斷裂，分別是龍門山前山斷裂 （又名灌縣-二王廟斷裂）、主中央斷裂 （又名北川-映秀斷裂）、后山斷裂 （又名茂汶-汶川斷裂）和山前隱伏斷裂，各大斷裂之間還分布著若干與主斷裂近平行的次級(jí)斷裂，和幾乎垂直于各斷裂并使之相互溝通的交聯(lián)斷裂。紫坪鋪水庫(kù)大壩和水庫(kù)就夾持在龍門山主中央斷裂和前山斷裂之間。紫坪鋪水庫(kù)的淹沒(méi)線距主中央斷裂和前山斷裂的地表形跡僅2 km，且將兩大斷裂之間的多條次級(jí)小斷裂淹沒(méi)。因?yàn)辇堥T山是產(chǎn)狀堆伏構(gòu)造，地下產(chǎn)狀較地表形跡向西北傾斜。物探表明龍門山斷裂的各分支在地殼深部均交匯在一起。因此，紫坪鋪水庫(kù)雖然夾持在前山斷裂和主中央斷裂的地表形跡之間，但它實(shí)際是壓在前山斷裂的地下部分之上。因?yàn)楦鞔蠓种嗔押退鼈冎g的次級(jí)斷裂在地下深部交聯(lián)，故只要紫坪鋪的庫(kù)水淹沒(méi)能沿其中之一的空隙下滲，必然可以在地下沿交聯(lián)部位進(jìn)入在地表看似沒(méi)有被庫(kù)水的其它斷裂上。龍門山斷裂是一個(gè)活斷裂，其儲(chǔ)能來(lái)自川青塊體向東擠壓受 斷塊阻擋而積累的形變能。過(guò)去人們對(duì)龍門山斷裂上可能發(fā)生的最大地震估計(jì)不足，2008年5月12日的汶川8.0級(jí)特大地震突破了人們對(duì)它的認(rèn)識(shí)。紫坪鋪水庫(kù)于2005年9月30日下閘蓄水后，在紫坪鋪水庫(kù)淹沒(méi)線外延10 km左右的范圍內(nèi)，先后發(fā)生了兩個(gè)相對(duì)較密集的小震群。分別是2006年10月至2007年5月的水磨ML2.5級(jí)小震群和2008年2月在水庫(kù)東南發(fā)生的董家山ML3.9級(jí)小震群。其中業(yè)界公認(rèn)水磨ML2.5級(jí)小震群系水庫(kù)誘發(fā)，董家山ML3.9級(jí)小震群則是天然構(gòu)造地震。水磨ML2.5級(jí)小震群展布的區(qū)域，出露一片泥盆系至三選系的灰?guī)r類斷層，而次級(jí)小斷層從橫交錯(cuò)。既具有發(fā)生巖溶塌陷型水庫(kù)地震的地質(zhì)條件，又具有發(fā)生構(gòu)造水庫(kù)地震的地質(zhì)條件。有人將水磨ML2.5級(jí)小震群再細(xì)分為三個(gè)在時(shí)間順序上先后發(fā)生的三個(gè)小震群。它們是2006年10月發(fā)生的ML1.4級(jí)小震群、2006年11月發(fā)生的ML2.2級(jí)小震群和2007年2月發(fā)生的ML2.5級(jí)小震群。據(jù)紫坪鋪水庫(kù)蓄水進(jìn)程和進(jìn)一步細(xì)分出的3個(gè)小震群其它特征分析，2006年9月和10月發(fā)生的2個(gè)小震群更像是具有快速響應(yīng)特征的巖溶塌陷型水庫(kù)地震。這兩個(gè)小震群為什么沒(méi)有發(fā)生在紫坪鋪下閘蓄水的第一年而發(fā)生在第二年呢？其原因是紫坪鋪下閘蓄水的2005年并未蓄至滿庫(kù)，當(dāng)然也不會(huì)淹沒(méi)到位于西河支庫(kù)尾端的水磨河谷。2006年9月紫坪鋪水庫(kù)開始快速蓄水，至10月初接近滿庫(kù)時(shí)才回水達(dá)到海拔高度不足800 m的水磨河谷。就在這時(shí)先后發(fā)生了ML1.4級(jí)和ML2.2級(jí)的兩個(gè)小震群，對(duì)比蓄水淹沒(méi)進(jìn)程，就發(fā)生的時(shí)間分析當(dāng)然應(yīng)劃歸在時(shí)間上有快速響應(yīng)特征的巖溶塌陷型水庫(kù)地震。2007年2月發(fā)生的ML2.5級(jí)小震群不僅在時(shí)間上更晚，最大震級(jí)也更高且?guī)焖灰惨蚩菟竟?jié)的持續(xù)放水而使最高水位下降了近30 m。因此，ML2.5級(jí)小震群的特征更符合在時(shí)間上滯后、與庫(kù)水位關(guān)系并不明顯的構(gòu)造型水庫(kù)地震。構(gòu)造型水庫(kù)誘發(fā)小震群的發(fā)生，說(shuō)明庫(kù)水已沿次級(jí)小斷層下滲。由于斷層中空隙水壓的增加，開始影響斷層面的滑移強(qiáng)度了。根據(jù)以上對(duì)水磨ML2.5級(jí)小震群的細(xì)分和說(shuō)明，該震群的發(fā)生和發(fā)展非常值得更進(jìn)一步飛分析研究。另一個(gè)更主要的理由是水磨ML2.5級(jí)小震群出現(xiàn)后不到兩年內(nèi)發(fā)生的汶川8.0級(jí)地震的微觀震中就在此小震群覆蓋區(qū)域。是驚人的巧合，還是有著內(nèi)在的聯(lián)系非常值得研究。

2008年2月董家山ML3.9級(jí)小震群是在紫坪鋪水庫(kù)南10 km以內(nèi)、汶川8.0級(jí)地震前不足3個(gè)月發(fā)生的有感震群。該地震的震中烈度約Ⅳ度，距紫坪鋪大壩僅4 km，已有淹沒(méi)線外延10km的范圍之內(nèi)。四川省地震局分析預(yù)測(cè)研究所和水庫(kù)地震研究所的專家認(rèn)為該震群是天然地震可能性較大。該震群明確發(fā)生在龍門山前山斷裂帶上，筆者認(rèn)為是否與紫坪鋪水庫(kù)有關(guān)？是不是兩個(gè)多月后在龍門山主中央斷裂上發(fā)生的汶川8.0級(jí)地震的前兆震群？還有待深入研究。

汶川8.0級(jí)地震是否與紫坪鋪水庫(kù)有關(guān)目前尚有爭(zhēng)議。應(yīng)當(dāng)說(shuō)它是四川省境內(nèi)也是世界范圍內(nèi)最大的疑似水庫(kù)地震誘發(fā)案例。最令人容易將它與紫坪鋪水庫(kù)掛鉤的是其微觀震中，也即是破裂起始點(diǎn)距紫坪鋪水庫(kù)淹沒(méi)線僅4 km，且?guī)缀跖c明確為水庫(kù)誘發(fā)的水磨ML2.5級(jí)小震群集合區(qū)重合。汶川8.0級(jí)地震發(fā)生在紫坪鋪水庫(kù)下閘蓄水兩年零八個(gè)月后，正處于構(gòu)造型水庫(kù)地震的統(tǒng)計(jì)高發(fā)時(shí)間窗內(nèi)也是令人懷疑的原因之一。另一個(gè)加大疑似的因素是汶川8.0級(jí)地震的微觀震中落在龍門山斷裂帶上應(yīng)力集中低的區(qū)段，而據(jù)易桂喜的研究，該區(qū)段兩邊均是應(yīng)力集中高區(qū)段。為什么起始破裂會(huì)出現(xiàn)在低應(yīng)力區(qū)段，然后才波及高應(yīng)力區(qū)段更讓人懷疑在低應(yīng)力區(qū)段有某種降低斷層破裂強(qiáng)度極限的誘發(fā)因子。人們提出了斷層天然爆發(fā)說(shuō)，水庫(kù)誘發(fā)說(shuō)等等，最讓人信服的還是水庫(kù)誘發(fā)說(shuō)。

綜上所述，近年來(lái)四川省境內(nèi)這些已經(jīng)誘發(fā)或疑似誘發(fā)的地震各具特色，幾乎涵蓋了水庫(kù)誘發(fā)地震的所有類型：新店水庫(kù)在小斷層上誘發(fā)了地震；銅街子水庫(kù)先后誘發(fā)了兩類水庫(kù)地震；二灘水庫(kù)只誘發(fā)了微小震群；大橋水庫(kù)在強(qiáng)震多發(fā)的深大斷裂上僅誘發(fā)了MS4.6級(jí)地震；紫坪鋪水庫(kù)在龍門山斷裂的次級(jí)斷裂上誘發(fā)了小震群。以上對(duì)各水庫(kù)誘發(fā)或疑似水庫(kù)誘發(fā)地震作了初步的總結(jié)，究其特征及成因等還需進(jìn)一步探討研究。

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