探测冰岛地热开采引起的地震活动——英国Güralp公司

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冰岛的地热活动

在地热能开采过程中，将流体注入地下可能会使周围的岩石破裂，从而引发小地震。地热场通常发生在构造活跃的地区，这使得很难确定地震是由于自然过程还是人类引起的地热活动而发生的。剑桥大学着手通过在冰岛克拉夫拉火山地区安装密集的英国Güralp公司的 6TD地震仪阵列来研究这个问题。大多数记录的事件都位于地热场下方的浅层深处。发现地震机制非常复杂，与地热开采引起的周围岩石破裂的流体的迁移一致。

地震活跃的位置

冰岛位于大西洋中脊，是北美和欧亚大陆构造板块之间的主要边界。因此，冰岛是一个火山和地震活跃的地区。当地居民的一个好处是有机会从地下提取相对便宜的地热能。地热能开采已被证明会引起震级高达2-3级的小地震。这些地震事件是由于流体注入地热系统或从地热系统中提取而发生的。由于地热能的性质，提取通常在构造活跃的地区进行。因此，很难区分地热诱发和自然发生的地震事件。

冰岛裂缝群和相关中央火山的地图。研究区域显示在黑框中。

冰岛裂缝群和相关中央火山的地图。研究区域显示在黑框中。

克拉夫拉电站是一座60兆瓦的地热发电厂，位于冰岛克拉夫拉火山内。该地区是研究地热提取引起的地震活动与自然地震之间相互作用的理想自然实验室。由冰岛气象局（IMO）运营的国家地震监测网络在克拉夫拉地区很少。因此，剑桥大学开展了一个项目，以更详细地监测该地区。

Güralp公司解决方案地震

剑桥大学在克拉夫拉火山带部署了24个Güralp 6TD地震仪的密集阵列。Güralp 6TD是市场上最强大且易于部署的仪器之一。在运输过程中不需要锁定或解锁，并且内部硬盘中的数据可以很容易地恢复到外部驱动器。Krafla部署中使用的6TD具有30 s（0.03 Hz）至100 Hz的频率响应，非常适合局部微震监测。

坚固耐用的 6TD 地震仪

结果

于克拉夫拉的密集网络检测到的事件比IMO的永久网络所捕获的事件要多得多，并且提供了更准确的地震中中心位置。在阵列运行的 14 个月内检测到 3，000 多个事件。这些地震的位置表明，大多数地震位于地壳最上部2-3公里的克拉夫拉火山口下方。地震焦点机理的反演表明，许多地震事件具有复杂的源介质力学。一些内爆源机制的存在与流体迁移引起的压裂是一致的。因此，大多数地震被解释为与当地电力公司正在开发的主要地热场的位置在空间上重合。少数事件也与地热钻孔有关。发现沿着裂缝群发生一些小地震;这些事件很可能是由自然构造过程引起的。

克拉夫拉的两次局部地震的例子，由地震阵列记录。红色迹线显示垂直组件数据;蓝色是水平分量。波形在2-20 Hz之间进行带通滤波。

引用

Schuler， J

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地球物理研究杂志

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