四川榮縣日前連發三次地震，其後叫停頁岩氣開採作業。部分羣衆質疑頻繁的地震與頁岩氣開採有關，真相是否如此？

文/記者何從編輯/劉昭

新媒體編輯/呂冰心

“這兩天地震有點多，所以我就打算準備找資料，給學生講一些地震的小知識。”2月25日下午，四川省自貢市榮縣望佳鎮小學的科學教師李婷仙準備趁着最近的“地震熱點”，給學生說點地質、地震的知識。中國地震臺網正式測定：2月25日13時15分在四川自貢市榮縣（北緯29.48度，東經104.49度）發生4.9級地震，震源深度5千米。這已經是該地區最近2天內的第3次地震。李婷仙所在的榮縣望佳鎮小學，離震中僅約7千米，加上震源比較淺，所以感覺十分強烈。

▲四川省自貢市榮縣2月24-2月25日2天內發生三次4級以上地震（圖片來源中國地震臺網）

鑽井注水觸及斷裂帶可能誘發地震

四川地區近年地震次數日益增多，但像這種兩日內“三連發”的情況並不多見，不少人質疑頻繁的小震和政府開發頁岩氣有關。

中國地質科學院地質力學研究所自貢籍研究員易明初在微信撰文解答：“我未親自到礦井現場，只能根據對家鄉地質瞭解程度分析。第一，可能是高山構造斷裂帶正處在活動期，一系列地震的發生和頁岩氣的開採只是一種巧合。第二，開採頁岩氣向地下深部鑽取礦並注水，如果鑽孔與地質構造斷裂面相接觸，注水進入斷裂面可能造成斷面滑動而產生誘發地震。不過，假如水沒遇到地層斷裂帶，這種注水誘發的人工地震震級很小，對地表建築不會產生多少直接影響，亦不易被人察覺。”

“水力壓裂法”是罪魁禍首嗎？

在加拿大西部一些頁岩氣開採的地區，近年來同樣頻繁發生許多中小級別的地震。2016月11月，加拿大卡爾加里大學教授David Eaton在頂級學術期刊Science（《科學》）上發表題爲“Fault activation by hydraulic fracturing in western Canada”（《加拿大西部水力壓裂引發的斷層活化》）的研究，解釋了水力壓裂誘發地震的機制。

David Eaton教授在文章中做出解釋：在水力壓裂作業完成後，透水性較好的岩層中的岩石孔隙被壓裂液滲透，壓力增大。巖體因爲壓力增加可能發生劇烈反應，觸發斷層滑移。誘發地震的最大因素是所在地原本的地質和應力狀況，因此他建議，在地質構造活躍地帶進行水力壓裂和高壓注水活動時，應更加謹慎。

▲David Eaton教授和鮑學偉博士在Science發表論文頁面截圖（圖片來源Science官網）

採礦注水導致地震有先例

實際上，四川盆地因採礦注水導致中小地震早有先例。據四川省地震局張致偉等人2012年5月發表在《地球物理學報》上的論文，2009年1月，位於四川省自貢市大安區的天然氣“家33井”在人爲加壓注入廢水後，周邊地區立即出現微小地震的現象，隨着注水壓力的增加，注水井周邊先後發生4.4級和4.2級地震，每月可觀測到的小型地震也達到160餘次。在地方政府的介入下，“家33井”的注水量開始下降，隨後兩月，地震頻次與震級大小均出現回落。

爲何四川盆地的油、氣田注水後誘發的地震活動如此劇烈？中國地震局地質研究所雷興林教授等人在《地震地質》上發表文章解釋：四川盆地油氣儲層具有軟硬相間的地層結構，大多與沉積蓋層中的背斜有關。油氣礦藏內部多爲相對脆性的岩層（如砂岩、白雲岩、白雲質灰巖），普遍發育不同規模的層內斷層。

▲四川盆地蜀南地區地層切面圖片來源《沉積岩儲藏系統小斷層在油氣田注水誘發地震中的作用——以四川盆地爲例》

在世界頁岩氣開採規模最大國家——美國也有相關案例，美國主要頁岩油氣產地俄克拉荷馬州，近年來地震頻次提高。2013年4月16日的美國地質學年會上，美國地質調查局發佈一份報告，稱美國中西部地區近十年來的地震頻發。據該局統計，2001年以來，美國中西部阿拉巴馬州到北方落基山脈地區地震頻發。僅2009年，該地區就發生了50次3級及以上地震；2010年，3級及以上地震達到87次；2011年則達到驚人的134次，爲上世紀同期的6倍。