釋放地熱能防震減災(zāi)進展與創(chuàng)新研究

莊慶祥 莊公勛 鄭霜高 姜兆鈞

（1 福建省祥和地熱開發(fā)有限公司院士專家工作站 福建漳州 363000；2 福建省能源研究會 福建福州 350001；3 漳州市老科技工作者協(xié)會 福建漳州 363000）

聞名中外的地球科學家、 我國地礦部首任部長李四光教授1977 年尖銳地指出，地震成因至今不清楚是全球地震預(yù)報（防震減災(zāi)）成功率很低的原因［1］。 由此可見，李部長是在提醒并號召人們必須盡快跳出長期以來占地震理論研究統(tǒng)治地位的斷層活動與地應(yīng)力地震成因傳統(tǒng)學說陷阱。 眾所周知，溫泉（地熱）與地震是一對孿生兄弟，兩者密不可分，又互為“主仆”關(guān)系，既可相互轉(zhuǎn)換，又會相互排斥，但兩者皆遵循能量守恒與在一定條件下可以互相轉(zhuǎn)換的定律［2-3］。 自2009 年起，莊慶祥深入探討了地熱與地震關(guān)系， 在干熱巖與增強型地熱系統(tǒng)防震減災(zāi)、節(jié)能減排、大地震核爆成因等創(chuàng)新研究學說得到了福建省能源研究會的高度評價。 《能源與環(huán)境》（CN35-1272/TK）雜志專門為其推出“深部地熱開發(fā)與地震研究”專欄。 從2014 年12 月到2017 年10 月總計發(fā)表專欄論文47 篇。 這些論文對增強型地熱系統(tǒng)開采勘探與高溫條件下流體注入誘發(fā)地震問題、干熱巖增強型地熱系統(tǒng)備選靶區(qū)選址標準、地震成因、關(guān)于地震預(yù)報、關(guān)于大地震震源區(qū)模型與特征（標準）和關(guān)于地球內(nèi)熱成因、 溫度結(jié)構(gòu)與大地熱流運移中熱傳輸規(guī)律等方面進行深入地探討；對干熱巖熱源、熱儲、熱蓋、熱通、漳州熱田干熱巖地球物理場殼、幔異常結(jié)構(gòu)與構(gòu)造、巖石化學成分與水熱蝕變、大地震震中分布與地熱異常區(qū)關(guān)系、福建省干熱巖地熱資源勘查關(guān)鍵地質(zhì)問題、福建干熱巖地熱資源探測、開發(fā)利用潛力與對策、7 個福建省典型干熱巖增強型地熱系統(tǒng)備選靶區(qū)等研究成果進行了全面介紹；這一系列的論文，構(gòu)成了莊慶祥關(guān)于深部地熱開發(fā)與地震研究理論探索的核心部分。在2010—2020 年間先后發(fā)表數(shù)10 篇開發(fā)地熱防震減災(zāi)論文和在已出版的2 部地熱科研與實踐專著內(nèi)各有一章專門論述防震減災(zāi)問題，較客觀科學、全面系統(tǒng)、深刻生動、深入淺出地闡述干熱巖增強型地熱系統(tǒng)可以在大地震帶上有效釋放地熱能轉(zhuǎn)換地震能量、創(chuàng)建地震安全島、達到防震減災(zāi)的作用、功能。 深入剖析主要大地震災(zāi)害，認真學習鉆研與地熱、地震密切相關(guān)的地球物理與地球動力學有關(guān)的理論知識， 從中摸索并總結(jié)大地震震源體分布特征與規(guī)律、 大地震發(fā)生機理與成因、 地震能與地熱能之間的內(nèi)在關(guān)系， 采用逆向思維創(chuàng)新方法，探尋大地震孕育、發(fā)生與發(fā)展過程中的行為與軌跡，探索大地震震源核爆成因的制約要素，獨創(chuàng)大地震震源核爆成因、開發(fā)地熱防震減災(zāi)定理與防震減災(zāi)半徑（面積）經(jīng)驗公式等新學說； 以客觀存在的大量事實和科學的創(chuàng)新大地震震源核爆成因?qū)W說為依據(jù)， 從定性與定量兩方面深刻地揭示了增強型地熱系統(tǒng)可以高效釋放利用地熱能、有效轉(zhuǎn)換地震能量、創(chuàng)建地震安全島，達到防震減災(zāi)、節(jié)能減排的目標。

1 開發(fā)地熱防震減災(zāi)的戰(zhàn)略意義

中國地球物理與動力學奠基人、著名地震權(quán)威專家、中國科學院資深院士滕吉文教授2014 年指出，全球平均每年發(fā)生地震大約50 000 次， 其中5 級以上的地震約有1 000 次，6 級以上約有120 次，7 級以上的約有18 次，8 次以上的有1 次～2次。 地球上每發(fā)生一次大地震，都會導致人類的大量死亡、財產(chǎn)的重大損失，對經(jīng)濟發(fā)展產(chǎn)生重大影響。 在20 世紀的百年里，全球有180 多萬人被地震奪去了寶貴的生命，每年平均約有1.8 萬人死于地震，經(jīng)濟損失達數(shù)千億美元。 由于地震“孕育”、發(fā)生和發(fā)展受到多要素的制約，地震又發(fā)生在地下深處，且每一次地震都有自身的特點： 介質(zhì)與結(jié)構(gòu)環(huán)境和深層動力過程，因此給進行地震預(yù)測研究和探索（大地震成因、防震減災(zāi)）帶來了諸多的“未知數(shù)”和艱難。 自19 世紀70 年代后期現(xiàn)代地震學創(chuàng)立以來的近150 年， 防震減災(zāi)和地震預(yù)報一直是地震學，乃至整個地球物理學界研究的重要領(lǐng)域。 多少地球物理學家莫不苦思于地震預(yù)測、預(yù)防和減輕地震災(zāi)害的途徑，亦從未忘記過這是自己的“天職”。 我國是一個強烈地震多發(fā)的國家， 地中海－喜馬拉雅－南亞地震帶和環(huán)太平洋地震帶包圍著我國大陸和領(lǐng)海，而在東亞大陸內(nèi)部西起興都庫什、向北東方向延伸，穿過巴爾哈什湖向北抵加爾湖和南起我國川、滇西部與印、緬山區(qū)，向北沿南北地震帶抵貝加爾湖構(gòu)成了一個東亞陸內(nèi)的大三角地震活動域。 近年來，我國強烈地震又頻頻發(fā)生， 如1975 年海城7.3 級地震、1976 年唐山7.8 級地震、1999年臺灣7.3 級地震、2001 年昆侖山口8.1 級地震、2008 年汶川8.0 級地震、2008 年新疆和田7.3 級地震、2010 年青海玉樹7.1級地震、2013 年雅安蘆山7.3 級地震等等。 擺在地球物理學家面前的地震形勢是十分嚴峻的。 人們必須找到攻克地震預(yù)報（防震減災(zāi)）的“切入點”，國際上著名的俄國地震學家伽利津在他的地震學講義中曾這樣寫道：“可以把地震比作一盞燈，它燃著的時間很短，但卻照亮著地球的內(nèi)部，從而使我們能夠觀察到那里發(fā)生了什么。 這盞燈的光雖然目前還暗淡，但毋庸置疑，隨著時間的流逝，它將越來越明亮，并將使我們能理解這些自然界的復(fù)雜現(xiàn)象……”這個比喻是十分貼切的！ 很長一段歷史時間以來，地球物理學家只能在地表和地球淺層，利用相當稀疏且很不均勻的觀測臺網(wǎng)進行觀測， 并對由此取得的很不完整的、很少充足的、有時甚至是很不精確的數(shù)據(jù)來推斷地球內(nèi)部的情況，顯然，這只能是很不客觀的。 盡管如今地震臺網(wǎng)加密了，而仍然不能控制地震活動性，且對孕育區(qū)的背景認識仍然很粗略的。 由于地震發(fā)生和發(fā)展受到深、淺部復(fù)雜構(gòu)造格局和其耦合響應(yīng)的制約， 地震的動力作用過程具有高度的不均勻性、各向異性和非線性。 它的物理力學過程受制于深部物質(zhì)與能量的交換， 為此越過地平線去捕捉、 撫摸地震孕育、發(fā)生機發(fā)育的介質(zhì)屬性、結(jié)構(gòu)環(huán)境及其深層過程：以高精度的觀測、高分辨率信息的取得，即準確地“撫摸”震源區(qū)介質(zhì)與結(jié)構(gòu)的動態(tài)“脈摶”，并逐步厘定對強烈地震孕育、發(fā)生和發(fā)展的深部介質(zhì)和構(gòu)造環(huán)境， 以達對強烈地震發(fā)生地點的認識與逼近預(yù)測。 多年來在這一方面已做了一定的研究……取得了重要的認識。 為此在強烈地震預(yù)測（防震減災(zāi)）的探索征程上， 強化對對震源區(qū)介質(zhì)屬性和空間結(jié)構(gòu)的探索乃是逼近于地震發(fā)生地點預(yù)測（防震減災(zāi)）的必然軌跡，然而當今人們卻非常重視大地震發(fā)生后在地表呈現(xiàn)的派生現(xiàn)象的調(diào)查和描述，或通過GPS 等對淺表層過程的分析與推斷，但對其深層過程和動力機制卻尚未給予應(yīng)有的關(guān)注。但這確是未來地震預(yù)測（防震減災(zāi)）、特別是強烈地震發(fā)生地點預(yù)測之必然征程［4］！

滕吉文院士以上防震減災(zāi)的戰(zhàn)略意義與寶貴的指導意見是對防震減災(zāi)重要性的極為重要、精辟的解譯，讓筆者啟發(fā)良多、受益匪淺，深刻認識到地震預(yù)測固然是減少地震災(zāi)害損失的重要措施， 但治標不治本， 根本無法徹底根除大震災(zāi)害威脅。 只有通過認真貫徹、堅決執(zhí)行滕吉文院士倡導的強化對震源區(qū)介質(zhì)屬性和空間結(jié)構(gòu)的探索， 查明發(fā)生震源爆炸的地震成因， 研究震源區(qū)發(fā)生大地震的制約要素， 消減這些要素強度，讓大地震震源區(qū)消失，才能根除大地震災(zāi)害的發(fā)生。 這與干熱巖增強型地熱系統(tǒng)勘查工作原理、勘查方法、手段異曲同工、不謀而合，通過干熱巖增強型地熱系統(tǒng)開發(fā)釋放地熱能可以促進與激發(fā)大地震震源區(qū)熱核物質(zhì)與熱流對流上涌出地表， 達到消減大地震震源區(qū)介質(zhì)內(nèi)核類物質(zhì)濃度和降低溫度與壓力、使震源封閉圈變成溝通地表的開放或半開放的空間，即讓震源處存在的發(fā)生大地震的四大制約要素強度大大降低下來，達到轉(zhuǎn)換地震能量、創(chuàng)建地震安全島、防震減災(zāi)的目的。

2 大地震成因探討

2.1 地震與地熱關(guān)系

地熱（溫泉）與地震是孿生關(guān)系，兩者休戚相關(guān)，共同源于地殼、地幔內(nèi)核類物質(zhì)衰變，裂變或聚變產(chǎn)生熱能的傳送［2-3，5-6］。眾所周知，地球內(nèi)部蘊藏著取之不盡的豐富的核類物質(zhì)，它是地球生命、運動不息的源泉，也是地熱能與地震能源源不斷供應(yīng)的來源。 地熱能與地震能之間既合作又排斥，又可在一定條件下遵循能量守恒定律互相轉(zhuǎn)化、主次顛倒。 地震爆炸核類物質(zhì)富集、濃縮、裂變、聚變與濃度達到90%是大地震核爆的內(nèi)在制約要素，而高溫（380 ℃以上）、高壓與封閉的環(huán)境條件是大地震震源核爆的外部制約三要素。 在以上條件下，大地震震源體內(nèi)地震能起主導作用，它轉(zhuǎn)化了地熱能；而在低溫、低壓、開放式環(huán)境等三制約要素條件下，核類物質(zhì)難以富集濃縮，濃度無法達到90%，即無法形成大地震震源體，地熱能居支配地位，它轉(zhuǎn)換了地震能量，其附近的地表往往有溫泉密布或眾多地熱開采井的存在，即地熱異常區(qū)存在。

2.2 大地震成因研究

地震類型：按成因劃分為天然地震類型和人工地震類型；按震源深度劃分淺源地震類型和深源地震類型； 按地震強度（震級大小）劃分大、強、中、小、微5 種類型。 本文主要是研究天然大地震類型，簡稱大地震。

眾所周知，大地震發(fā)生是震源體爆炸引起的。 這震源體不爆炸，就不會產(chǎn)生地震波，附近的任何地震儀均無法測量到地震的發(fā)生［7-9］。由此可見，斷層活動或再大應(yīng)力作用在沒有核類物質(zhì)濃縮達到90%濃度的條件下，絕對不會發(fā)生震源爆炸，即引起大地震， 其原理好比是沒有火藥的鞭炮絕對不會爆炸一樣。 迄今為止，人類還沒有發(fā)現(xiàn)一種可比核類物質(zhì)裂變、聚變爆炸威力更大的其它爆炸方式。 我們有充分理由根據(jù)核裂變、核聚變原理，以及殼、幔內(nèi)富集核類物質(zhì)，以及地球內(nèi)富集核類物質(zhì)是地球運行不止的生命源泉等客觀存在的事實， 作出大地震核爆成因的科學判斷。

2.2.1 大地震爆炸的制約四要素的各自作用

如上所述，超高溫（380 ℃以上）、超高壓、閉圈（封閉）環(huán)境是大地震震源爆炸的外部制約要素， 而震源體內(nèi)核類物質(zhì)富集量充足是大地震震源體爆炸的內(nèi)在制約要素。 外部制約要素通過內(nèi)在制約要素起作用，即在高溫（380 ℃以上）、高壓、封閉環(huán)境條件下， 核類物質(zhì)富集濃度達到90%臨界點產(chǎn)生大爆炸，即發(fā)生大地震災(zāi)害。 由此可見，大地震四大制約要素的作用雖各有千秋，但彼此關(guān)聯(lián)性極強，缺一不可。

2.2.2 消弭大地震四大制約要素的方法

我們有理由將地球比擬成一個特大型的高壓鍋或高爐，而每個天然淺層地熱田（溫泉群）和人工增強型地熱系統(tǒng)則好比是地球這個高壓鍋或高爐的安全閥或煙囪。 如果沒有這些“安全閥”或“煙囪”，地球必然會發(fā)生如同數(shù)十億年前太陽的大爆炸、大解體，造成地球的毀滅性消亡。 這樣我們不僅找到探索大地震震源爆炸成因的奧秘， 而且還發(fā)現(xiàn)原來人類完全可以大膽地向地球深部挺進，大力挖掘地球熱庫內(nèi)取之不盡、用之不竭的地熱等寶貴的礦產(chǎn)資源， 消減大地震帶上高溫（380 ℃）、高壓、全封閉、富集充足的核類物質(zhì)濃縮濃度達到90%的裂變、 聚變等四項大地震震源核爆制約要素的環(huán)境條件，將之轉(zhuǎn)變?yōu)榈蜏?、低壓、開放式（敝開式）、不斷稀釋和喪失濃縮裂變或聚變功能的低濃度核類物質(zhì)環(huán)境條件， 讓大地震源徹底消失，杜絕大地震的發(fā)生。

2.2.3 斷層與地應(yīng)力不是地震發(fā)生的主因

眾所周知，大地震不僅有淺源地震類型，而且有深源地震類型，深源大地震震源深度達70 km～700 km。如我國東北歷史上發(fā)生的大地震多數(shù)是深源地震類型，其震源體埋深一般200 km～700 km，可以肯定地說，大地震震源體介質(zhì)已是熔融或半熔融的塑性巖體。 震源體內(nèi)若是沒有濃度達到90%的核類物質(zhì)存在， 再強烈的斷層活動和再大的地應(yīng)力也絕對不會引起震源體爆炸， 這一鐵證如山的物理動力學現(xiàn)象雄辯地證實斷層活動與應(yīng)力不是大地震發(fā)生的成因。 應(yīng)力作用不會發(fā)性大地震的例子不勝枚舉，如：高大無比、號稱世界屋脊的喜馬拉雅山每年上升幾厘米，地應(yīng)力之大可謂之蓋世無雙，但上升速率極低，不會發(fā)生瞬間撞擊產(chǎn)生地震波，即不會發(fā)生大地震震源爆炸， 附近的任何地震儀皆無法接收到喜馬拉雅山上升的地震波；全球所有特大型中心城市，每座中心城市城區(qū)面積幾百平方公里，高樓大廈林立，人口達1 000 萬～3 000 萬之多，市中心城區(qū)地表所承受的壓力達數(shù)千億噸乃至數(shù)萬億噸， 但發(fā)生大地震的機率卻大大低于其它承載力小得多的中、 小城市和農(nóng)村地區(qū)；全球眾多特大型水庫，壩高達100 m～200 m，庫容數(shù)億乃至數(shù)百億立方米， 庫區(qū)與壩址所承受的應(yīng)力之大令人難以置信，迄今為止從無發(fā)生大地震災(zāi)害；以我國三峽水庫為例，堤高近200 m，部分地震、應(yīng)力專家極力反對修建三峽水庫， 理由是因水庫水位抬升， 庫區(qū)與壩址所承受壓力無比巨大， 會誘發(fā)大地震災(zāi)害， 事實是該水庫竣工蓄水達到最高水位，經(jīng)受多次特大洪水超警戒水位考驗，三十多年過去了，三峽水庫安然無恙地屹立在母親河長江之中。 這是因為特大型中心城市和特大型水庫所承受的巨大垂直承載力后， 地殼內(nèi)核類物質(zhì)在水平分應(yīng)力作用下， 沿近乎水平方向的其它傾斜方向裂隙分流稀釋與分散的結(jié)果， 故發(fā)生大地震機率往往還會比附近其它地區(qū)低［6］。

3 釋放（開發(fā)）地熱能防震減災(zāi)的實例

開發(fā)、釋放地熱能、轉(zhuǎn)換地震能量、創(chuàng)建地震安全島、防震成災(zāi)［10］的實例不勝枚舉。 現(xiàn)僅以下面兩種典型代表性類型作為實例加以闡明。

3.1 天然溫泉釋放地熱能防震減災(zāi)實例

我國地震危險帶上有2 000 多處溫泉露頭，全球地震帶上約有3 萬余處溫泉露頭， 以上3 萬余處溫泉所在地附近歷史與當代從沒有發(fā)生也不會發(fā)生大地震災(zāi)害。 處于福建沿海地震危險帶上的連江熱田、福州熱田、永泰城關(guān)熱田、清涼嶺下熱田、梧桐湯埕熱田、閩侯上街浦口熱田、洋里坪坡熱田、福清三山沁前熱田、閩清桔林湯兜熱田、莆田涵江熱田、仙游賴店熱田、永安洪田熱田、永安城關(guān)熱田、小陶湖口熱田、清流賴坊熱田、嵩口月湯熱田、余朋湯村熱田、大田太華熱田、桃源湯溪熱田、均溪京口熱田、石碑下坡小湯熱田、同安汀溪熱田、廈門鐘宅熱田、杏林熱田、湯岸熱田、大嶝島－小嶝島熱田、龍海角美熱田、港尾湯頭熱田、東泗熱田、程溪湯兜熱田、郭坑黃坑熱田、九湖下庵熱田、漳州熱田、金沙熱田、詔安官陂熱田、云霄院前熱田、孫坑熱田、火田熱田、漳浦舊鎮(zhèn)熱田、盤陀熱田、石榴熱田、沙西熱田、長泰古農(nóng)熱田、方洋熱田、華安沙建汰內(nèi)熱田、利水熱田、上樟－下樟熱田、良村熱田、新圩熱田、華豐仙溪熱田、南靖湯坑熱田、豐田熱田、船場熱田、龍?zhí)餆崽?、金山通坑熱田、和溪熱田、平和安厚熱田、南勝熱田、坂仔熱田、山格宮仔前熱田、安溪劍斗湯內(nèi)坂熱田、湖頭湯頭熱田、蓬萊熱田、金谷湯埔熱田、魁斗鼓頂熱田、龍門榜寨熱田、龍門上湯熱田、劍斗舉口熱田、德化南埕葛云熱田、雷鋒熱田、南埕番龍熱田、永春蓬壺魁都熱田、理街熱田、桃城桃東熱田、南安碼頭新湯熱田、官橋卦田熱田、武平城廂興東熱田、上杭溪口熱田、永定下洋熱田、永泰城關(guān)熱田、合溪通溝熱田、新羅萬安熱田、江山熱田、漳平永福大坂熱田、蘆芝梅水坑熱田、連城文亨湯頭熱田、新泉熱田、長汀河田熱田、濯田熱田等100 余個熱田均有溫泉群出露。 我國著名的西藏羊八井地熱田、那曲地熱田、云南騰沖地熱田、四川康定、甘孜、理塘眾多地熱田、臺灣花蓮地熱田等等所在地區(qū)域內(nèi)地殼以地熱能釋放為主， 歷史上與當代均無發(fā)生4.7 級以上破壞性地震。東山縣是漳州市唯一沒有溫泉分布、 也沒有增強型地熱系統(tǒng)的以地震能釋放為主的區(qū)域，1791 年4 月8 日發(fā)生5.5 級中強.地震，東山－南沃1600 年9 月29 日發(fā)生7.0 級大地震，1918 年2 月13 日發(fā)生7.3 級大地震；泉州市沿海地區(qū)沒有溫泉露頭，也沒有地熱開采孔，地殼內(nèi)以地震能釋放為主， 過去歷史與當代發(fā)生5 級左右地震災(zāi)害達數(shù)十次之多，1604 年12 月29 日泉州外海發(fā)生8 級大地震。 我國四川汶川、北川、青川等一帶沒有溫泉露頭，也沒有地熱開發(fā)，以地震能釋放為主，2008 年發(fā)生8 級大地震；青海玉樹沒有溫泉露頭、也沒有地熱開發(fā)，地震能釋放為主，2010發(fā)生7.1 級大地震， 同類情況的有2004 年蘇門答臘9.0 級大地震、1975 年海城7.3 級大地震、1976 年唐山7.8 級大地震、1999 年臺灣7.3 級大地震，2001 年昆侖山口8.1 級大地震、2008 年新疆和田7.3 級大地震、2013 年雅安蘆山7.3 級大地震等等均以地震能釋放為主。

由此可見， 處于地震危險帶上的天然溫泉與以溫泉群為排泄帶的地熱田具天生自然防震減災(zāi)功能， 是天然的地震安全島；而處于地震危險帶上非溫泉、非地熱田、非地熱開發(fā)的地區(qū)，即破壞性地震頻發(fā)，時有大地震發(fā)生。

3.2 地震危險帶上地熱開發(fā)前后地震案例

漳州熱田地熱人工開發(fā)之前，地熱能因第四系蓋層存在，排泄帶地熱水排放不夠充分，防震減災(zāi)半徑僅5 km～8 km。 雖漳州熱田7.891 km2內(nèi)微、小地震頻繁，但仍以地熱能釋放為主，歷史上從未發(fā)生破壞性地震。 由于熱田地熱能排放不暢，防震減災(zāi)影響半徑局限在5 km～8 km 以內(nèi)（熱田以北8 km 左右，熱田以南5 km 左右），造成熱田防震減災(zāi)影響半徑外的熱田北西方向約8 km 的石亭附近于1067 年、1185 年分別發(fā)生5.25 級、6.5 級破壞性地震；漳州熱田以南方向約5 km 處的園山腳下岱山巖1445 年、1549 年分別發(fā)生6.25 級、5.0 級破壞性地震；解放以來，漳州熱田地熱資源得到較充分的開發(fā)利用，其防震減災(zāi)半徑向外迅速擴展伸長，整個漳州盆地70 余年從未發(fā)生破壞性地震，其防震減災(zāi)影響半徑已由5 km～8 km 擴大到20 km～30 km。

沒有溫泉分布的華北平原在眾多大油田開發(fā)之前， 地殼內(nèi)能量釋放以地震能釋放為主，破壞性地震頻繁，如：1966 年3 月22 日河北邢臺寧普發(fā)生7.1 級大地震、 震源深度9 km，1969 年7 月18 日渤海發(fā)生7.2 級大地震、震源深度35 km，渤海灣歷史上5.0 級～5.9 級地震多集中在遼東灣地區(qū)，在渤海灣內(nèi)有3 次8 級以上大地震發(fā)生， 公元前70 年山東安丘7.0 級地震及1668 年的山東郯城8.5 級大地震， 公元462 年山東滕州發(fā)生7 級大地震，1937 年山東菏澤發(fā)生6.5 級強地震，1976年7 月28 日河北唐山發(fā)生7.8 級大地震，震源深度11 km，等等。 20 世紀70 年代華北平原發(fā)現(xiàn)并開采了多個油田，油田內(nèi)眾多石油開采孔后來轉(zhuǎn)變?yōu)楣┡鹊責崴玫牡責衢_采井。 隨之北京、天津、河北、河南、山東、山西、內(nèi)蒙古、遼寧等省、市掀起了開發(fā)地熱能取暖、發(fā)展工農(nóng)業(yè)、旅游業(yè)的熱潮，整個華北平原地熱開采井星羅棋布， 最為典型的是北京市中南海也施工了較深的地熱井（北京市水文地質(zhì)隊1976 年施工鉆孔、井深2 600 m，孔口水溫70 ℃，涌水量550 m3/d），開采出高溫地熱水為中央首長游泳健身服務(wù)。 自此，華北平原由原來的以地震能釋放為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐缘責崮茚尫艦橹鳎?將地下大量地震能轉(zhuǎn)化為地熱能釋放出地表，成為安全島。 近50 年過去了，華北平原再也沒有破壞性地震災(zāi)害發(fā)生的跡像。 在國外，地熱能開發(fā)利用釋放轉(zhuǎn)換地震能防震減災(zāi)的事例不勝枚舉， 例如處大地震危險帶上的百余個地熱電站， 已有數(shù)十年乃至百余年的歷史了，但卻從不發(fā)生大地震災(zāi)害；印度尼西亞、菲律賓處于環(huán)太平洋最危險的大地震與火山劇烈活動帶上，7 級以上大地震與火山噴發(fā)活動頻發(fā)，但近幾年來，這兩個國家掀起地熱發(fā)電熱潮，大地震與火山噴發(fā)的頻率有明顯消減的趨勢，震級、烈度與火山噴發(fā)時間、頻率、噴發(fā)高度、強度明顯降低，運行中的數(shù)十個地熱電站安然無恙。 由此可見，處于大地震與火山噴發(fā)雙重自然地質(zhì)災(zāi)害威脅下的菲律賓和印度尼西亞這兩個環(huán)太平洋島鏈上國家通過大力開發(fā)利用釋放地熱能后，防震減災(zāi)效果十分明顯。

上述實例顯明昭示： 當今全球能源與環(huán)境危機的出路在于代替常規(guī)化石能源的新能源開發(fā)利用， 地熱能是新能源家族中的最核心、 最關(guān)鍵的一員， 干熱巖是地熱能的希望與未來，伴隨地熱能開發(fā)利用的深入發(fā)展，必將會有越來越多的地震安全島誕生，大地震發(fā)生的概率、頻率將越來越少、震級越來越小，干熱巖增強地熱系統(tǒng)在全球普及之時、必然會是全球大地震、火山等地質(zhì)災(zāi)害徹底消亡之時［5-6］，可以毫不夸張地說，這是全球首創(chuàng)的預(yù)言，堅信這一預(yù)言必將獲得歷史檢驗與印證過關(guān)。 創(chuàng)建開發(fā)地熱防震減災(zāi)國家重大科技攻關(guān)創(chuàng)新基地。

4 創(chuàng)建防震減災(zāi)科技創(chuàng)新基地

大地震災(zāi)害對全球和全國人民的危害與威脅是巨大的，人類對大地震災(zāi)害總是談虎色變。 經(jīng)過大地震核爆成因與開發(fā)地熱防震減災(zāi)學說的反復(fù)宣傳與論文、 科研專著長期不斷發(fā)表， 大地震核爆成因與開發(fā)地熱防震減災(zāi)的學說已被越來越多專家學者接受與認可，已初步獲得上級領(lǐng)導關(guān)注，并在一定程度上獲得社會接受、好評與支持，創(chuàng)建干熱巖增強型國家重大科技攻關(guān)創(chuàng)新基地的時機已趨成熟， 通過項目系統(tǒng)工程實驗， 將大地震核爆成因與開發(fā)地熱防震減災(zāi)學說上升為理論，率先攀登世界地熱、地震地球科學高峰，為國爭光，勢在必行，機不可失，時不再來。

作者歷經(jīng)近十年的持續(xù)不斷的堅持， 發(fā)表有關(guān)大地震核爆成因與開發(fā)地熱防震減災(zāi)、節(jié)能減排有關(guān)論文、干熱地熱地質(zhì)勘查報告與科研專著共計近百篇（部），已初步建立起較完整、經(jīng)實踐初步檢驗是正確的理論體系。 由于該項目是一項涉及面廣的復(fù)雜系統(tǒng)工程，需要多領(lǐng)域、多學科、多技術(shù)的眾多專家共同參與、真誠長期合作，項目建設(shè)、科研與實驗耗資巨大，民間個人難以維計，現(xiàn)已遇到項目深化進展的瓶頸，應(yīng)當盡快獲得國家有關(guān)部門的支持， 由民間個私行為轉(zhuǎn)化為團體的政府行為，才能完成我國廣大地震、地熱工作者們長期以來夢寐以求的查明大地震成因、 實現(xiàn)防震減災(zāi)和根除大地震災(zāi)害、為全人類服務(wù)的宏偉目標。

通過創(chuàng)建干熱巖增強型地熱系統(tǒng)防震減災(zāi)國家重大科技攻關(guān)科研創(chuàng)新基地平臺，凝集全國有關(guān)的地球物理與動力學、地震、地熱、地質(zhì)、水文地質(zhì)、鉆探工程、工程地質(zhì)、地球化學、地質(zhì)力學、核爆等方面專家、學者，共商項目總體規(guī)劃、工作方案與計劃，分工協(xié)作編制項目立項報告、項目總體規(guī)劃報告、項目可行性報告、項目擴初設(shè)計書、項目設(shè)計書，組織專家評審后提交國家、 地方政府部門審查等， 切實做好項目前期工作，將基礎(chǔ)工作做好做扎實，為項目實施基礎(chǔ)夯實夯牢。 通過反復(fù)實驗達到如下目標：讓大地震核爆成因得以印證；讓開發(fā)地熱防震減災(zāi)定律上升為干熱巖增強型地熱系統(tǒng)防震減災(zāi)定律；讓開發(fā)地熱防震減災(zāi)影響半徑（面積）經(jīng)驗公式上升為干熱巖增強型地熱系統(tǒng)防震減災(zāi)影響半徑（面積）公式；項目實施后， 將開發(fā)地熱防震減災(zāi)學說上升為干熱巖增強型地熱系防震減災(zāi)理論。

項目實施的初步技術(shù)要求、流程與工作方法是：選擇在大地震危險帶上布置有兩條或兩條以上互相垂直的長期觀測深孔勘查剖面線，每條剖面線長百余公里，中心實驗孔兩口，一口孔的孔位為兩條觀測剖面線的交匯垂足， 孔深5 000 m～6 000 m，為涌水孔； 另一口同深度的注水孔位于中心實驗出水孔旁側(cè)400 m～500 m 處。每條長觀剖面線上施工孔深3 000 m～5 000 m 長觀孔10 口～20 口，孔距5 km～8 km 不等，以中心實驗孔由近至遠間距由長到短適當加密觀測，必須有注、放水實驗前的全部觀測孔、實驗孔2 年以上孔內(nèi)的詳細逐日定時觀測資料。2 年后應(yīng)有詳細逐日定時實驗記錄與長觀資料，對每日觀測資料通過聯(lián)網(wǎng)平臺統(tǒng)一匯總、分析、總結(jié)，編制逐日、逐月、逐年和多年實驗的長觀資料（曲線、實時記錄、報告），健全資料收集、匯總、歸檔等制度。 長觀記錄內(nèi)容主要有：注水、水位、出水的溫度、流量、水壓、水質(zhì)分析樣；各觀測孔孔內(nèi)水位、定深水樣及水質(zhì)（主要核類物質(zhì)含量與濃度）、進出口水溫、定深巖石應(yīng)力、定深地震（人工微地震或天然地震）勘查等，要有5 年的完整持續(xù)不斷的觀測實驗資料。 根據(jù)增強型地熱系統(tǒng)防震減災(zāi)影響半徑（面積）分別與核類物質(zhì)含量與濃度、地應(yīng)力大小、涌水量、地熱能散發(fā)量等成正比關(guān)系，可以通過影響半徑（面積）公式的參數(shù)、系數(shù)設(shè)定，建立起干熱巖增強型地熱系統(tǒng)防震減災(zāi)影響半徑（面積）與散熱量、核類物質(zhì)流失量、壓力消減量等變量的關(guān)系函數(shù)代數(shù)方程式， 該代數(shù)方程式內(nèi)有幾個未知代數(shù)，就必須做幾次不同注、出水量的實驗，每次實驗穩(wěn)定時間必須達到3 個月，注、出水實驗孔實驗前必須通過壓裂連通獲得成功。 通過多次實驗資料收集、整理后，可將獲得各次影響半徑（面積）、孔內(nèi)熱交換后的涌水量、水溫、水壓、孔內(nèi)巖石應(yīng)力值、核類物質(zhì)含量等資料分別代入設(shè)計的上述公式內(nèi)，組成多方程組。 通過解該多方程組，便可分別求得該公式的參數(shù)值，其干熱巖增強型地熱系統(tǒng)防震減災(zāi)影響半徑（面積）公式便通過多次科學深孔注、放水實驗成功獲得。 通過結(jié)合人工地震群孔觀測驗證大地震核爆成因與防震減災(zāi)定律［11］。 最終向國家提交干熱巖增強型地熱系統(tǒng)防震減災(zāi)國家重大科技攻關(guān)科研創(chuàng)新項目專題科研總結(jié)報告， 完成國家交給的艱巨科研任務(wù)，在全球率先攀登世界地熱、地震地球科學高峰，為實現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興作貢獻！