续上篇　点此查看《专家再次告诫：大坝可诱发地震》（一）

　　我提出来把这次大地震叫成汶川大地震是名不副实的，主要在龙门山地区发生的，受龙门山控制的，所以我建议叫四川龙门山大地震，这个是比较确切的。我们讲的龙门山的北川、映秀断裂，震中在映秀，破裂以后整个变形，沿着断裂快速往东北方向扩展，除了这个地方变形最强以外就是北川。因为它是分几个区，这块是最强的，震中区。
这可以看一看龙门山基本的构造格局。三条主要的断裂，一条就是标着的这个断裂，相当于龙门山和四川盆地天然的分界的地方，这个断裂叫江油、都江堰断裂。再过去，到映秀这个地方，我们叫北川、映秀大断裂，实际上把整个龙门山分成前山和后山两部分，构成前山的岩石的话，主要是一条沉积岩，山的平均海拔在两千五百米以下，这个是前山，过了北川、映秀以后，就是后山，这个普遍比较高，主要是一些花岗岩，颜色也比较老一点。龙门山的主峰最高是这个地方4898米，再往里面去，到汶川，到茂县，这个叫龙门山的主断裂，也是龙门山的后边边界，过了就不属于龙门山了，龙门山的基本结构就是这样的。历史上发生的地震，都在断裂带上。这是龙门山最高的地震，6.5级的，北川发生过一次六级以上的。八级大地震的震中，在北川的断裂带上。比较小的圈，是大于等于六级的余震也很清楚，是5月18号凌晨6.1的，江油的，这个是最近6.4的。再说一下青川，也是在主边界断裂带上，所以地震发生都是有规律的，跟断层活动是有关系的，只不过断层的级别这么高，突然来一个八级，确实有些出乎大家的预料。
这个是一个剖面图，这个是成都平原，这个是龙门山。这个是主边界断裂，这是这次发震的，龙门山构造有一个特点，像多米诺骨牌，主要来自西北方向，是不对称的力量推动，所以抬升很高，本来这些岩层基本是水平的，有规律的在一起的，由于推上去，老的跑到比较高的部位，经过风化、侵蚀以后可能残遗到山顶。中国一个很著名的地质学家叫赵亚珍，他发现的推覆构造，当时发表文章以后，在国内外也引起了一些很大的反响。他是1929年死去了，考察的过程中遇到土匪中弹。

地震的背景主要是这样，还有一些我想再补充一下，就是说刚才谈到断层的破裂，沿着主层的断裂，破裂的起始点在映秀附近，并不是一个好好的岩层发生破裂，有一个断层，断层也在受力，刚才说龙门山新的运动非常强烈，受到挤压，不断受到抬升，四川盆地在下沉，也在变形。但是在断层面上的运动是非常缓慢的，我们叫蠕动，就像虫很缓慢的在爬，这个蠕动不会造成地震，不会造成很大的震动，但是能量是在不断地积累的，或者一种外力，如果达到它的临界值，就会突然跳动发生地震。这次发生地震以后，刚才我谈到它的错动破裂从映秀开始，往东北方向传递，每秒钟达到3.1公里，很快往东北方向传，导致破裂。整个地表最大的位移，他们发表的数据，最大的位移六点几米，北川位移四点几米，非常精准的，地表受到强烈的破坏。
另外震源很浅，中国地震局发布的是十公里，美国发布的是十九公里，构成破坏的就是浅缘地震。刚才两边的断裂也要发生变形和错动，所以在这个断裂带上的城市，也会受到很严重的破坏。地震方面的一些问题，我想主要谈到这儿。

下面我想谈一下水库诱发地震的问题，刚才杨勇也谈到，西部地区大量电站的修建，一方面对环境造成破坏，另外就是说地震发生以后，本身也危及到一些水利工程，返过来对周边的城市也好，居民点也好构成威胁。但是另一方面可能更重要的，现在我们还需要关注，本身很多地震是由水库蓄水诱发的。对龙门山大地震来说，当时我们没有想到是水库诱发地震。因为震中在汶川，汶川还是比较远，但是他毕竟隔了一个山，距离不在水库诱发地震的范围之内。后来我们看震中并不在汶川，在映秀附近，进一步地看，就在水库边上，这就是一个很直观的信息，是一个很宏观的信息，有了这个信息以后，我们进一步分析是不是有可能引发的。那么本身从水库诱发地震这么一个情况来看，它实际上是随着人类建造水库、大坝以后逐渐发现的，发现这么一个情况。这个是人工制造的，是诱发地震。有地震的条件，人为的工程对它有一些改变，有一些影响。
最早发现于希腊的马拉松水库，伴随该水库蓄水、1931年库区就产生了频繁的地震活动。有产生地震的条件，不断的积累，包括有产生地震的断层，另外的话，就是工程行为，人类的工程行为改变了某种状态，使地震在时间、地点、震级上有所变化。因为开始并没有引起注意，后来大家对水库诱发地震引起注意，主要是一些水库引发了六级以上的强烈地震，而且对这个大坝包括周围的建筑造成了损害和人员的伤亡。另外在美国的废水，包括放射性的物质，避免污染，就发现深井注水的时候也诱发地震。诱发地震的原因有两个方面解释，一个是水库蓄水的时候，很深的水库，几百米深，很大的压力，外在的压力，突然加上去的，这个可能会改变它的状态。另外一个水蓄下去的话，会向下渗透，到比较深的地方，往下渗透的话，使岩度降低，发生错动，就是一个剪切的作用，再通俗一点，降低了摩擦系数，容易滑动，水渗透以后，产生了这个作用。深井注水就产生了这个现象，注水下去以后，对下面的断层产生了这个作用，改变了应急状态。所以为水库诱发地震提供了一个这方面的信息。
当然就是说，实际上大家观察到这个水库诱发地震以来，积累了很多这方面的案例。实际上水库诱发地震实际上还是有三种情况。一种原来没有地震，或者地震微弱的地方，或者地震的级别比较低的地方诱发了比较强烈的地震。还有一个它没有什么变化，蓄水前蓄水后地震活动没有什么变化，还有活动性可以减弱的，这个还是有的。现在大家研究的是增强的，因为它对人类的影响比较大，破坏比较严重。所以主要的研究还是对增强的这些方面进行研究的。
那么就水库诱发地震有一个共同的特点，宏观的标志，除了宏观的标志以外，还有微观的，从观测的数据进行分析。仅仅从宏观的标志来看的话，水库诱发地震，根据世界上很多案例总结的话，有这么多特点。一个是震中跟水库密切相关的，离库区几公里到十几公里的范围之内，刚才说到紫坪铺，离震中5.5公里，非常近，这一点标志它至少是符合的。另外说地震活动时间与水库水位的变化密切相关。在水库的运行过程当中，水库还要下来，还要上去，有一个反复变动的这么一个过程。比如说三峡大坝，水库的运行基本上是这么一个规律，每天的九月底十月初开始蓄水，一般到年底，和下一年的年初，这个可以达到最高水位，然后到第二年的五月份之前要把水位降下来，因为在汛期到来之前，要防洪。就有很大的变幅，这种作用对水库诱发地震是影响非常大的。比你把水位到一个高水位，长期的稳定在这个地方是不一样的。是一个不断的变化的，这个是关系很大的。所以的话，地震的活动时间跟水库水位的变化有一个很好的相关性的，往往在水库的水位发生剧烈变化的时候，有的时候是水位上升的时候，有的是水位下降的时候，是这样一个情况。
另外说震源机制分析得出的应力场与同一地区天然地震的应力场基本相同。这次“512”大地震，中国地震局根据地震波解算出来的地震的基本的震源的机制，就是一些基本的要素，比如说断层，空间，朝哪边倾斜的，倾斜的角度，怎么运动的，这就是一些基本的要素，或者叫震源机制。水库诱发地震和这个地方本身的天然地震机制应该是基本相同的，这一点在紫坪铺这个地方怎么样，这个等一会儿再说，通过地震观测的数据得出的基本结果，在震前，它那个是小震，沿着一定的空间分布的，是有规律的，它的分布规律和“512”大地震非常有关系。
张可佳：紫坪铺建了以后，陆续有一些小震是不是？
范晓：对，接下来还要讲。另外库区及附近有断裂，精确定位的震中往往沿断裂分布震源深度浅，多在十公里左右。小震都是严格的沿这个断裂面分布的，而且也都是比较浅的。另外前震比较丰富，这个数据我们现在不完全，没有得到比较完全的数据。
观众：没有前震吗？
观众：在美国随时可以看到，搜集了很多可以看到。
范晓：几级以上的前震。
观众：一级以上，二点几的都有。
范晓：4.5以下的地震肯定是有的，因为在蓄水以后观测到的最大的震级是三级。对前震数据现在不完整，完整的话可以进一步解释一下。还有一个规律，水库诱发地震的余震活动衰减慢，我国新丰江水库诱发地震，衰减得非常慢，有一个值，可以根据地震观测计算出来的，现在因为这个时间还不长，这个数据以后可以计算考虑。另外有一个b值，地震的频度，这个也可以计算，有一个经验的总结，就是说比天然地震余震低。因为数据不完整，我们没法看他的b值。这个就是水库，刚才谈到水库诱发地震的一些基本的特点，或者叫一些宏观的特征。那么水库诱发地震的原因，地震不是由水库直接造成的，不是有水库造成地震，不是这样的，我们讲这个地方主要因为这个地方有一些地震的条件，有天然地震，但是可能天然地震的级别很低，或者频度很低，但是水库起到一个间接的作用，诱发地震。水库是外在的，叠加的力，作用。你在这个之前，人家也在积累，包括龙门山受到地壳的强烈运动，虽然没有发生很高级别的地震，但是能量还是在积累的，小震还是有，六级以上也发生过。但是你现在外在给他一个叠加的作用的话，可能会使这种积累的能量提前释放出来，震中和它的震级不同，包括发生的时间，起这么一个间接的条件，地震是本身有的，本身具备发生的条件的。
为什么这样说？因为震源，刚才我说了，断裂处在突然的错动发生地震，这个需要很大的力量克服它的阻力，克服它的临界值的，根据一般的情况来看，单纯的水库的压力，产生的增量，就是外在的给它的力量，不足以产生大规模的错动和破裂，是一个外在的力量，可能改变它的平衡，如果单独来做，不会发生，这样解释，所以叫诱发地震。
具体地来说，水库蓄水主要通过哪些作用发生影响？就是蓄水以后，肯定就是一个水的压力，紫坪铺是最大水深大于120米，这个应该说是很深的水库。根据他对世界上很多案例的总结，也有一些宏观的标志。容易或者诱发地震概率很高的，紫坪铺蓄水量11.26亿方，水库蓄水对库底的岩石体附加了新的作用力，可能恶化断裂面的应力条件，这种恶化既可以由水位上升引起，也可以因水位下降引起。不光是软化，本身水进去以后，浸泡以后也会产生水压，这个也是诱发地震的一个方面。
具体地来说，水库诱发地震的机制，水位上升，当然负荷增加，负荷增加肯定有影响，因为一般的蓄水，从开始蓄水一般时间不会太长，最多几个月，或者一年，这个对他来说时间相对比较短的。通过库底往下渗透水有一个滞后效应，延续的时间比较长。这个有很大的关系，有什么关系？因为水的负荷，水往下渗透的时候是一个滞后效应，当水位降低的时候，减了一个力，但是库底的水压并没有减去，因为是滞后的，还在起作用，又打破了一个平衡，所以特别容易诱发地震。为什么他们总结往往水库水位突然下降诱发地震的危险性和可能性比水位上升，而且水位保持在高水位的可能性更大？还有的话，就是说他们断层，刚才我说地震发生的断层，就是岩石错动，错动分几种情况。一种情况说断层面，倾斜度，上面的叫上排，下面的叫下排，一种往上冲，一种往下掉，还有一种是水平，叫走向滑动断层，当然这个断层也可以是直立的，也可以滑动。这个水位突然下降，减去一个水的水库负荷的话，最容易引发的，最危险的就是断层。如果你水库蓄水加压对他反而起到稳定的作用，你给他加压是起到稳定作用的，如果突然减轻压力，水位突然下降，可能对断层最危险，紫坪铺就是这样的，一方面往上冲，一方面这样滑动，加起来的滑力就是斜向的。5月12号就是水位下降的时候，就是这么一个时期。前面已经有一次了，因为紫坪铺是2004年开始蓄水，2006年蓄到最高水位877米，开始蓄水的高度是750多米，然后到06年12月蓄到877米，然后到07年又降到810多米，变幅60米，到今年08年水位又下来这么一个过程。刚才我谈到这是最危险的，对这种断层最危险，要发生的话，就是这种时候。
刚才谈到本身地震活动的机制，我们从地质条件来看，就水库诱发地震的地质条件，有活动的断层带，具有走向滑动特征的断层带。另外有很高的天然地应力条件。龙门山在成都平原的西边耸立起来是一个很高的山，就是由于近代青藏高原，也是受到西北、东南方向的挤压，当然这个挤压是不平衡的，主要来自于西北方向。所以它这个很高的天然的应力条件是存在的。还有一条，应变积累速度不是很高，中等到较高，天然应力变化不大。能量在不断地积累，一旦突破临界值就要动。积累的话，有一个应变积累，也可能很快的积累，给它外界的力量很快，积累能量很快的升高，还有能量积累是慢慢的升高，龙门山什么情况？就不是很高，积累不是很高，为什么不是很高？对四川中西部地区研究很多地震带，哪些地震带最危险？龙门山是不危险的，就因为它的应变积累速度不是很高，他们以前发表过很多论文的。它的能量积累和应变积累没有达到很快突破它的临界状态，当然它也不是很低，它是中等到比较高，天然的变化不大，能量积累增加不是很快，就是这个意思。这个条件作为水库诱发地震来说，应变积累速度很高的，对它未必有利，应变速度远远大于水库外在的能量，但是恰恰本身积累的速度，能量积累不是很高的情况下，你给它外在一个东西，影响就比较大，龙门山恰恰就是这么一个情况。
张可佳：人为干扰它加速。
范晓：这种是影响比较大的情况。另外就是说龙门山的话，就是库区一定要有利于库水渗透的通道，如原始地下水位低，高渗透性岩石，可渗水的垂直裂隙，倾斜角度较大的活动断层等。龙门山都是非常有利于渗透的，而且历史上采煤，煤层有很多老洞，都是很有利水往下渗透的，在紫坪铺水坝建设过程中，发现连接的位置尖部发现老洞，当时很危险，如果不处理的话，水就要渗透，据说煤洞是挖通了的，他们专门进行了调查，结果那边确实发现了洞口。后来为了防止渗透，煤都做了处理，采煤的很多。倾斜的就是岩层正常是水平的，经过构造就会发生倾斜，断层可能是直立的，也可能角度很平缓的，比较陡的。紫坪铺这个地方就是很陡的，倾斜角就是四十度到七十度，所以这是一个情况。另外地表隐伏的喀斯特地貌。