地壳（Earth Crust），是指莫霍面以上的固体外壳（图1-2），其是岩石圈的重要组成部分。地壳以康拉德面（对应低速高导层）为界分为上地壳和下地壳，前者化学成分以氧、硅、铝为主，平均化学组成与花岗岩相似，称为花岗岩质层或硅铝层；后者富含硅和镁，平均化学组成与玄武岩相似，称为玄武岩质层或硅镁层。

图1 地壳结构示意图

（图片来自网络，无商业目的，在此致谢！）

图2 板内构造块体、地震区与锁固段示意图（吴晓娲等，2021）

锁固段类型：（1）岩桥；（2）断层中的坚固体；（3）凹凸体；（4）断层所围限的块体

上地壳以不整合面（盖层底界面）为界又可细分为上部的沉积盖层和下部的硅铝层（基底）。李朝阳等（2004）指出，不整合面是一个容易失稳的界面，是构造的薄弱部位，因此在后期的构造运动改造下，不整合面易发生挤压破碎，致使断裂构造非常发育，且展现拆离滑脱特征，从而形成一个呈面状分布的高孔隙度的区带。显然，流体易沿该区带运移。

先谈板内地震的震源深度问题。

我们的研究表明，沉积盖层和下地壳可能发育有非锁固段，其仅能发生较小地震；而基底发育有锁固段（图2），其能发生较大地震。由此而论，较大地震仅发生在上地壳，这就合理解释了板内地震震源深度较浅的原因。

由于板内地区盖层和基底的厚度不一，所以较大地震的深度分布范围不同，如有的地区M≥5地震深度分布在8~25km，而有的地区则分布在10~30km。我国大陆地区较大地震的震源深度呈现西深东浅、北深南浅的规律，这应与不同地区盖层的厚度密切相关。熊盛青等人(2014)的研究表明,在盆地区和坳陷区沉积盖层厚度总体上呈东薄西厚的特征,以105°E 线为界,西部地区厚度多在5~15km,最厚可达17~21km；而东部地区厚度多在3~9km,有的盆地局部可达11km。由此可见，我国大陆地区较大地震的震源深度呈现西深东浅的规律，实属必然。

接下来，再讨论水库蓄水能否诱发大地震的问题。

水库一般建在盖层表层（库深通常<1km）。水库蓄水后，由于水体荷载为局部荷载（附加荷载），根据力学原理，其向下传播是快速衰减的，所以向下传播到数百米即可忽略其作用，即基本上不需考虑水体荷载对锁固段破裂的影响。

如上所述，盖层内可能发育有非锁固段。由于盖层内岩石较破碎，库水易渗透到断层中(需要一定时间)的非锁固段内，导致其发震。然而，非锁固段破裂所能发生的地震震级一般不超过M_S6.0。以汶川地震区（图3）为例，我们确定的锁固段破裂事件的门槛震级为M_S5.5，故非锁固段破裂发生的地震震级不超过M_S5.5。

图3  汶川地震区地震构造图

若库水继续下渗，将遇到盖层与基底之间的分界面——导水性强的区带（见上述），而基底为花岗岩质层不易导水，且在较高的环向构造应力作用下基底中断层带内物质密实度较高、渗透性较小。因此，流体将主要沿该区带分流，而很难渗透到基底中。即使极小部分流体能渗透到基底中的锁固段内部，所起的作用也微乎其微。

仍以汶川地震区为例。从该地震区不同区域的地震活动性图4看出，紫坪铺水库的库水并未渗透到龙门山断裂带深部(秦四清，2018)，这佐证了上述分析的可靠性。

(a) 汶川地震区

(b) 沿龙门山断裂带（图3紫色虚线范围）

(c) 紫坪铺水库附近（图3绿色虚线范围）

图4 汶川地震前涵盖紫坪铺水库不同尺度研究区

的每年地震（M_L≥3.0）数量（N）与时间（t）关系

需指出的是，水对岩石的破裂致震作用有：（1）降低其强度或震级；（2）加速岩石破裂，即地震频度增大。无疑，震级是决定地震破坏力的主要因素。在水的作用下，非锁固段或锁固段破裂地震会多些，但震级小些，大概利大于弊。

最后，谈两点启示。

我国目前的页岩气开采都在沉积盖层中进行，因此注入流体对地震活动的影响与水库类似。要说注入流体能诱发浅部较小地震，这种可能性较大；但要说其能诱发基底中的较大地震，则几乎没有可能。我们不应忘记，正常的构造运动也能导致地震的发生，并不需要流体参与其中。在未来的流体注入与地震活动研究中，应注意：（1）流体能否渗入到盖层中的发震断层？（2）地震发生在哪个圈层？（3）如何区分诱发地震和正常的构造地震？ 如此，才能有的放矢，规避陷阱。

要弄清有关地震的任何问题，须以地质为基础，以物理学基本原理为指导，以力学为手段，以数据为证据。除此无他。

参考

李朝阳,刘玉平,管太阳,皮道会,叶霖.2004.不整合面中的成矿机制与找矿研究.地学前缘,11(2):353-360.

熊盛青,丁燕云,李占奎.2014.中国陆域磁性基底深度及其特征.地球物理学报,57(12):3981-3993.

秦四清.2018.紫坪铺水库蓄水渗入到龙门山断裂带深部了吗?

http://blog.sciencenet.cn/blog-575926-1107528.html

吴晓娲,秦四清,薛雷,张珂,陈竑然,翟梦阳.2021.孕震构造块体与相应地震区划分方法.地质论评,67(2):325-338.

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