20世纪60年代开始，人们发现了许多人类活动引发地震的现象。发生地震的断层会有运动、破裂的时刻，如果人类活动引起的地壳应力场的变化，刚好是“压死骆驼的最后一根稻草”，那就有可能诱发地震。这些人类活动有油气开采、地热开采、矿床开采、废水注入深井、修建水库等。

2017年，国际知名地球物理学家Foulger统计分析了全球 577 个诱发地震的实例。绝大多数的最大震级都在2—5^＋范围，震中烈度在Ⅵ度以下，震源偏浅、极震区不大。采矿的诱发震例要比水库的多，已经把岩爆、陷落等震动都已经记入了。废水注入所诱发的最大震级偏高，多在 4.5 级，与作业中的水压致裂强度有关。

 

 

 

 

1

工业诱发地震

 诱发地震的重要因素是向深井注水

诱发地震的奠基性研究成果，一般认为是希利（Healy）1968 年在《科学》上的论文。他们根据大量的实测数据深入分析了震源机制、地应力状态和破裂机制，理论影响深远。地下采矿、石油提取和存储、页岩气生产、岩盐矿的采卤、地热资源开发、CO2封存等工业工程，都会诱发地震。

注水诱发地震的机制基本概念

1962 - 1969年美国丹佛（Denver）的地震，可能是最早的案例。当时，美军要处理凝固汽油弹的有毒废物，遂在丹佛落基山军械库打了一口 3638 m的深井，1962 - 1966年间共注入了 1.65 亿加仑的有毒废液，在钻井 16 km范围内发生了 710 次小地震，以及 1967年 3 次 5 级以上地震，地震频率与注水量密切相关，作业随后停止。

丹佛注水与地震的关系

情况类似的美国页岩气的主要产区—俄克拉荷马州，由常规石油开采产生的大量废水被注入到底层沉积岩中，造成地震发生次数自2009年以来急剧增长，随着这一现象的愈发凸显，使得俄克拉何马州地质调查局在2015年4月改变了看法，不再认为这些地震是纯自然原因引起，而确信这是油田钻井工业废水注入地下造成的。

1980—2015年间美国人工诱发 2.5 级以上地震的分布

与深井注水具有一定相似性的是深层地热资源开发。增强型地热系统（EGS）是一种不需要依靠自然热液对流的新型地热发电技术。过去的地热系统只开发能自然产生的热量、水和岩石渗透性足以提取地热资源的地区，然而大部分地热能都存在于干燥和不透水的岩石中，EGS技术通过“水力刺激”向岩石中泵入高压冷水来提高渗透率，以增强和创造热干岩中可获取的地热，然而这与诱发地震活动密切相关。

几次较大的EGS地震事件

 

 

 

2

 水库诱发地震

 蓄水改变了库底岩石的荷载 

水库蓄水引起库区或邻区的地震活动性出现明显的增高现象，称之为水库诱发地震，或简称水库地震。水库蓄水能够诱发地震，直观的原因是蓄水改变了库底岩石的荷载，水蓄得越高，对库底岩层的压力就越大。而且水库使周围区域岩石的地下水位升高，使断层间摩擦力降低，比蓄水前更容易产生滑动。总而言之，是水改变了断层原先的应力状态和介质的性质，从而改变了地震的活动性。

库容不大的水库诱发地震的可能性不高，即使诱发了地震，震级通常也较小，往往低于大坝的抗震强度，因此造成垮坝事故的可能性也很小。目前，全世界已经建成的水库约有20万座，但已出现诱发地震的仅有一百多座，造成破坏的也仅有十余次。

水库诱发地震强度统计

（源自：2018年《水库诱发地震研究进展》）

水库诱发地震问题最早出现在20世纪30年代。20世纪初各国都广泛修建水库等大型水利工程，1931年，地震学家在希腊的马拉松水库大坝蓄水后监测到小规模地震；1932年，在阿尔及利亚的乌德福达大坝，也观测到地震现象。

但直到1962年中国新丰江水库发生6.1级、1963年赞比亚-津巴布韦卡里巴 (Kariba) 水库发生6.25级、1966年希腊克里玛斯塔 (Kremasta) 水库发生6.3级和1967年印度柯依纳 (Koyna) 水库发生6.5级四个6级以上的水库诱发地震震例后，才引起了人们足够的重视。其中，最为严重的印度马哈拉施特拉邦的柯依纳水库6.5级地震，造成180人死亡、1500多人受伤。有数据显示，自1962年开始蓄水之后这里发生的地震次数多达450次。

 

 

印度柯依那水库

 

 

 

与天然地震相比，

诱发地震震源深度浅、震级较低，

活动有规律可循，

很大程度上可以控制。

但究竟哪些因素能够诱发地震，

如何合理控制人类工程活动

对地下岩石应力状态和物性的影响、

有效减少诱发地震的发生，

采取哪些防御措施

能够避免诱发地震造成灾害，

仍是摆在我们面前的重大研究课题。