胡毓良

(中國(guó)地震局地質(zhì)研究所 北京 100029)

1960年5—7月廣東河源新豐江大壩附近，連續(xù)出現(xiàn)強(qiáng)烈有感地震，引起水庫(kù)下游包括廣州市廣大群眾的不安，中共廣東省委向黨中央和國(guó)務(wù)院報(bào)告，隨即轉(zhuǎn)批到中國(guó)科學(xué)院。8月中國(guó)科學(xué)院組織考察隊(duì)，由林庭煌率領(lǐng)，我參加了首批考察，到現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地調(diào)查歷史地震和地質(zhì)背景。1961—1964年中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)研究所先后派出60人次，進(jìn)行地質(zhì)背景及工程地質(zhì)問(wèn)題的專項(xiàng)研究，提供研究報(bào)告26份。1962年3月19日該區(qū)發(fā)生6.1級(jí)強(qiáng)烈地震，我參加了地震宏觀調(diào)查，撰寫(xiě)了《1962年3月19日廣東河源地震所形成的地表及建筑物裂隙》(內(nèi)部報(bào)告)。1962—1963年我利用1961年7月至1963年底的微震觀測(cè)資料，研究地震的分布并進(jìn)行實(shí)地地質(zhì)構(gòu)造的對(duì)比追蹤調(diào)查，先后撰寫(xiě)了《廣東新豐江地區(qū)地震的空間分布規(guī)律及其與地質(zhì)構(gòu)造的關(guān)系》(1963年廣東新豐江科研會(huì)議文件)、《新豐江地區(qū)地震的空間分布及其與地質(zhì)構(gòu)造的關(guān)系》、《新豐江地區(qū)新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)》(1964年廣東新豐江第2次科研工作會(huì)議文件)。1972年1—3月由馬瑾、葉洪和作者等10人組成的微震震源力學(xué)研究組與廣東省地震局合作，在原有4個(gè)固定臺(tái)的基礎(chǔ)上增設(shè)了9個(gè)單分向流動(dòng)臺(tái)，主要利用P波初動(dòng)確定了207個(gè)微震(ML0.5～3.3)震源機(jī)制解，發(fā)表了《新豐江水庫(kù)微震震源力學(xué)的初步研究》論文(1974年《地質(zhì)科學(xué)》)。1975年為準(zhǔn)備在加拿大召開(kāi)的第一屆國(guó)際誘發(fā)地震討論會(huì)，我參加了由中國(guó)科學(xué)院地球物理研究所主持的論文編寫(xiě)組工作，最終由王妙月執(zhí)筆撰寫(xiě)出《新豐江水庫(kù)地震的震源機(jī)制及其成因探討》論文(1976年《中國(guó)科學(xué)》)。

從新豐江地震的研究開(kāi)始，對(duì)水庫(kù)誘發(fā)地震的認(rèn)識(shí)由感性到理性，得到了許多啟示。

(1)早先人們都把在新豐江水庫(kù)發(fā)生的地震認(rèn)為是構(gòu)造地震。特別關(guān)注是否與NNE向區(qū)域性的主要斷裂如河源斷裂、人字石斷裂有關(guān)。我對(duì)主震前后的地震空間分布進(jìn)行了仔細(xì)研究，認(rèn)為地震主要與NNW向的構(gòu)造有關(guān)，并不發(fā)生在NNE向主斷裂上。在地震密集帶可能延伸到地表的位置，進(jìn)行過(guò)追蹤調(diào)查，并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)相應(yīng)規(guī)模的斷裂，而是一組節(jié)理密集帶。中國(guó)東部幾個(gè)水庫(kù)誘發(fā)地震的震例，也有類似情況。NNW向是一組引張性構(gòu)造(節(jié)理或斷層)，它有利于庫(kù)水滲透，地震多發(fā)生在這組構(gòu)造上。

(2)根據(jù)地震臺(tái)網(wǎng)測(cè)定的資料，在控制范圍內(nèi)的A區(qū)，震源深度集中在5km左右，而在外圍的B區(qū)和C區(qū)，誤差較大，在10～15km間(圖1)。我們?cè)谠鲈O(shè)的湖羊角臺(tái)，曾記錄到大量分辨不出S－P的極微震，它們是極近處極淺的地震。另外，新豐江水庫(kù)1級(jí)地震，大壩附近經(jīng)常有感，許多地震伴有地震聲(或?yàn)楦哳l波)，這些宏觀現(xiàn)象也表明震源深度遠(yuǎn)淺于5km。我們?cè)谄渌畮?kù)用小孔徑臺(tái)網(wǎng)測(cè)得的震源深度多為百m、幾百m或1～2km量級(jí)。這個(gè)問(wèn)題值得進(jìn)一步研究。此外，有人把A，B，C區(qū)的地震統(tǒng)一進(jìn)行深度隨時(shí)間變化的研究，認(rèn)為地震隨時(shí)間向深處發(fā)展，這也許是一種錯(cuò)覺(jué)，因?yàn)锳區(qū)地震出現(xiàn)早于B，C區(qū)。而B(niǎo)，C區(qū)地震的測(cè)定精度較差，震源深度偏深。實(shí)際上地震深度確定的精度達(dá)不到進(jìn)行這種分辨的要求。

圖1 新豐江水庫(kù)區(qū)M S≥2.0地震分布圖(1961年7月—1978年12月，據(jù)丁原章等，1989)Fig.1 Map showing distribution of earthquakes with magnitude M S≥2.0 in Xinfengjing reservoir area(July，1961 － December，1978).M S6.1;2 M S5.3，5.1;3 M S2.0 ～4.9

(3)新豐江地震有一個(gè)明顯的前震期，主震前地震沿N30°W方向密集成帶，長(zhǎng)約5～6km，歷經(jīng)約兩年半，發(fā)生6.1級(jí)主震。主震后這個(gè)帶上的地震明顯衰減。這或許可以理解為前震的連續(xù)發(fā)生是不斷克服構(gòu)造面上的參差點(diǎn)(阻礙)的過(guò)程，應(yīng)力最終集中在最大的阻礙上，超過(guò)其強(qiáng)度時(shí)則發(fā)生主震，主震后其摩擦強(qiáng)度明顯降低。地震沿構(gòu)造帶有一個(gè)明顯的發(fā)生—發(fā)展—消亡的過(guò)程，這是構(gòu)造面不斷弱化的過(guò)程。這或許可以提示我們，水庫(kù)蓄水后如出現(xiàn)地震，應(yīng)抓緊前震期時(shí)間，進(jìn)行精細(xì)的研究，對(duì)是否會(huì)發(fā)生強(qiáng)震進(jìn)行評(píng)價(jià)。從新豐江水庫(kù)和其他水庫(kù)的經(jīng)驗(yàn)看，如地震的空間分布呈分散或團(tuán)塊狀，表明它們發(fā)生在較小規(guī)模的構(gòu)造上，一般不會(huì)發(fā)生強(qiáng)震;如密集成一定規(guī)模的帶上這有可能發(fā)生較強(qiáng)地震。地震的發(fā)生—發(fā)展—消亡的過(guò)程，即構(gòu)造面的弱化過(guò)程，是很難用觸發(fā)作用作解釋的。

(4)在新豐江微震震源機(jī)制的研究中，我們分出了5種錯(cuò)動(dòng)類型，其中，正斷層錯(cuò)動(dòng)型約占62%。我們?cè)谄渌畮?kù)的觀測(cè)研究中，也發(fā)現(xiàn)正斷層錯(cuò)動(dòng)是一種主要類型?？梢?jiàn)，在水庫(kù)誘發(fā)地震中，重力也是一種不可忽視的發(fā)震初始應(yīng)力。

(5)從地質(zhì)條件和地震情況看，A，B，C區(qū)(D區(qū)的地震尚未做詳細(xì)的研究)是各自獨(dú)立的發(fā)震區(qū)。有人以A區(qū)地震為中心逐步向B，C區(qū)擴(kuò)展，用地震區(qū)面積隨時(shí)間的增長(zhǎng)計(jì)算出水力擴(kuò)散速率，這種認(rèn)識(shí)和方法頗值得商榷。

(6)新豐江地震主要發(fā)生在水庫(kù)區(qū)的下游和上游峽谷及基巖裸露區(qū)，而盆地及松散層覆蓋區(qū)則幾乎沒(méi)有地震。我們?cè)谘芯恐袊?guó)水庫(kù)地震震例時(shí)也發(fā)現(xiàn)同樣情況。峽谷和基巖裸露區(qū)由于裂隙和斷層發(fā)育比盆地和松散層覆蓋區(qū)更有利于庫(kù)水滲透。這也為進(jìn)行誘發(fā)地震可能性評(píng)價(jià)提供了一種依據(jù)。

概而言之，新豐江水庫(kù)是中國(guó)水庫(kù)誘發(fā)地震研究的策源地，在那里的工作，得到的啟示值得終生回味。