随着工业化的进程，人类活动与自然的关系越来越受到关注。建成投产于2013年6月的新疆呼图壁储气库是我国目前最大的地下储气库。在其运行之前，周边区域地震活动性较弱。而在储气库运行之初，附近10 km范围内出现两个3级以上地震，引发了诸多讨论，然而对其机制并未形成共识。同时，随着储气库运行及地震观测的持续，多周期循环存储作用对区域地震活动的影响也值得进一步研究与讨论。相关研究可为减轻地震灾害、保障工业设施安全提供依据。

本研究基于新疆北天山区域2011年至2019年的固定台网观测和“呼图壁计划”的流动台网观测数据，利用模板匹配技术获取了呼图壁储气库周边区域较完备的地震目录，检测后区域完备震级由1.0级下降至0.6级；并利用基于波形互相关技术的双差定位方法确定检测事件的震源位置，超过一半（684个）的地震活动被定位于储气库周围10 km的研究区域中?；谥囟ㄎ缓蟮募觳馐录柯?，我们分析了地震活动时空演化特征。研究表明，储气库运行后区域地震活动频度显著增加，且增加的地震活动主要集中在库区6 km以内、深度10 km以上的区域，并形成两个产状共轭的地震丛集。在库容扩张阶段，地震活动多起始于注气边界，非均匀气体注入引起的局部应变集中可能是地震活动开始的主要原因。同时，在地震序列演化的过程中还观测到扩散率接近2 m/s2的地震迁移现象，推测在应力加载的作用下，下伏的饱和烃源岩中滞留的油气被挤出并沿着断层向浅部迁移，从而导致断层弱化，诱发地震。在储气库进入稳定运行阶段后，地震活动在区域主要断层上以相对分散的小震级的形式再次活动，并呈现从深部向浅部迁移的特征，推测主要由天然气循环加/卸载引起的残留深部流体运移导致。

图1 （a）研究区域地图。流动台和固定台分别用蓝色和黑色三角形表示，呼图壁储气库用黄色标出，蓝色方框标出了本研究的研究区域，粉色和红色圆圈分别代表CENC原始目录和重定位后的模板地震事件。（b）呼图壁储气库周边区域放大图。对应于图a中的黑色虚线方框。（c）震级-频度分布图和G-R定律拟合

图2 天然气第二次注入期间震源迁移示意图。烃源地层中的岩石可能是多孔并且部分饱和的，受到呼图壁储气库注气造成的应力局部集中影响，烃源地层中的微裂缝被打开，其中滞留的油气凝聚并沿着先前存在的断层向浅部迁移，导致断层滑动，产生地震

本研究的创新点包括：1. 利用模板匹配及地震精定位技术实现了围绕储气库地震活动时空演化特征的多周期连续观测；2. 除发生在储气库扩容阶段的地震活动外，在储气库进入稳定运行阶段后再次观测到与注气活动相关的地震活动，提示了储气库的运行依旧持续影响着区域地震活动，有必要进行长期监测；3. 储气库运行相关的地震活动一开始主要受非均匀注气在注气边界引起的局部应力集中的影响，而天然气循环加/卸载引起的深部残留流体向浅部运移是地震表现出迁移特征的主要原因。

本研究对新疆呼图壁储气库周围地震活动性开展了多周期连续观测，相关成果可为工业活动诱发地震的研究提供有益参考，为减轻地震灾害、保障工业设施安全提供依据。成果2022年发表于学术期刊《Scientific Reports》（Zhang B, Wang B, Wei B, et al. Spatiotemporal evolution of seismicity during the cyclic operation of the Hutubi underground gas storage, Xinjiang, China[J]. Scientific Reports, 2022, 12(1): 1-14.），受国家自然科学基金项目（41790462，41804059，41904084和41561164018）共同资助。

【作者简介】

张博，男，1990年生，2013年本科毕业于防灾科技学院，2022年毕业于中国地震局地球物理研究所，获理学博士学位。以第一作者发表学术论文2篇。主要从事地震检测与定位、诱发地震机制分析等方面的工作。