由超压含甲烷流体诱发的地震：位于中国西北四川盆地

我们脚下的隐形力量

大多数人把地震归因于板块的相互碾压。但在地表之下，被困的流体可以悄然积聚压力，直至突然使岩石破裂并震动地面。本研究关注位于中国四川盆地西北部四公里以深的富甲烷流体。通过解读封存在微小矿脉中的化学和构造线索，作者表明极高的地下气体压力本身就足以劈裂岩石并诱发局部地震——为一种看不见的地震成因提供了少见的直接证据。

受挤压与抬升塑造的盆地

四川盆地位于青藏高原东缘，是一个绵延数千万年受到挤压的地壳带。随着临近的隆门山等山地抬升，它们将盆地地层向下和向侧方挤压，形成典型的“前陆盆地”构造。在这样的环境中，三叠纪徐家河组的厚层砂岩、泥岩与煤层被埋藏、褶皱并被大量断层和裂隙切割。这些岩石不仅是重要的气藏，还保留了大量过去地震的痕迹，包括微断层、撕裂片、液化砂脉以及称为地震层的破碎带。

作为地下压力计的微小矿脉

为理解流体如何与地震相互作用，研究者检查了两口深井的钻芯。在这些岩心中，他们关注一种由多代方解石脉填充的水平裂缝。早期矿脉以与层理平行的纤维状层生长，这种形态通常在流体压力已经异常偏高时形成。随后，尖锥形的方解石脉长入这些早期层。在显微镜和阴极发光成像下，研究团队得以重建这一序列：裂缝在高流体压力下张开，矿脉生长并部分封堵裂缝，随后新的流体脉动再次重新开启并扩展相同的裂缝。

将甲烷封存在显微口袋中

最有力的线索来自流体包裹体——封存在最年轻方解石脉中的微小流体口袋。利用激光拉曼光谱，作者表明许多包裹体几乎仅含甲烷气体，有时伴有少量固态沥青质。这类仅含甲烷的包裹体等同于被封存的压力胶囊。通过测量甲烷拉曼信号的位移，并结合稀有并存水包裹体记录的捕获温度，团队计算出包裹体形成时的原始气体密度与压力。结果显示极高的压力，约在115到157兆帕之间——大致是晚侏罗纪该埋深处正常孔隙压力的两倍或更高。

发展到破裂点

研究拼接出这种超压如何形成以及释放时发生了什么。随着时间推移，前陆盆地的区域挤压将富甲烷流体推入徐家河组中被封闭的水平裂缝。由于围岩被强烈压实和胶结，它们能在相当长一段时间内承受异常高的内部流体压力而不立即失稳。随着甲烷持续涌入，裂缝扩展 достат以允许锥形方解石脉生长，同时被困流体的超压程度不断升高。最终，压力超过了岩石所能承受的极限。在薄弱部位，裂缝突然破裂，迫使锥形脉刺穿对侧早期的纤维状脉——这成为一次骤然压降与裂缝闭合的冻结记录。

从无声气体到晃动的地面

作者主张，这类超压甲烷的突然释放会扰动局部应力场并产生局地地震。该观点得到同一岩层中大量脆性变形与地震层的强力支持，显示地震在这些岩石形成后反复发生并影响已经硬化的岩体。简言之，徐家河组的岩石既记录了极端气压的积累，也保留了其释放后地震留下的创伤。对非专业读者来说，关键信息是：一些地震的驱动不仅可能来自板块缓慢的运动，也可能来自深部被困高压流体（如甲烷）的快速释放——这种看不见的力量能突然将沉寂的岩体变成地震的源头。

引用: Song, Y., Chen, Y., Zhao, Z. et al. Earthquakes induced by overpressure methane-bearing fluid in northwest Sichuan Basin, China. Sci Rep 16, 13572 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-43747-7

关键词: 地震, 甲烷超压, 四川盆地, 流体诱发地震, 前陆盆地