四川姑咱水氡突跳是临震异常吗?

前言 1976年8月16日松潘7.2级地震前6天,姑咱水氡出现了引人注目的单点突跳异常,四川省地震局据此对松潘7.2级地震作出了较好的临震预报;因此,姑咱台水氡的观测成果,引起了国内外地震界的关注。不少人以姑咱水氡单点突跳异常为依据发表了文章。笔者经过对原始观测数据的分析处理,认为姑咱水氡单点突跳变化不是地震前的临震前兆异常,而是观测中的一种随机误差。     

姑咱台气氡映震效能分析

本文系统总结了姑咱地震台气氡观测资料的使用价值、存在的问题,对姑咱地震台气氡观测值的年、月、日动态变化和仪器干扰进行了分析,并对姑咱台气氡在汶川8．0级地震和玉树7．1级地震前的异常进行分析,讨论姑咱气氡映震效能,认为姑咱气氡在两次强地震前异常形态的相似性和震后形态恢复的差异性,均表明姑咱气氡异常变化能够真实的反映两次强地震所处断裂带的应力变化,表明姑咱气氡具有很好的映震效能。     

基于小波变换的2013年芦山MS7.0地震前姑咱台钻孔应变异常时频分析

2013年4月20日芦山M_S7.0地震前,四川省姑咱台四分量YRY-4型钻孔应变仪记录到显著的高频应变畸变信号。为了避免该畸变信号的高频部分在时频演化过程中发生频率混叠现象,同时便于讨论同一研究频段内震前更早记录到的弱应变异常时段与显著应变异常时段的相关性,本文对2012年1月1日至2013年4月20日期间姑咱台的钻孔应变数据进行了时频分析,并使用时域分段的小波变换方法,在局部时频谱中提取了应变异常,分析了各应变异常的频率相关性。结果表明,研究频段内存在两个峰值频率,峰值频率附近频段内弱应变异常时段与显著应变异常时段的相关系数为0.85,统计出的无震时段与其显著应变异常时段之间的相关系数只有?0.007,且已排除远震以及外界环境带来的干扰,因此该峰值频率作为异常频率的可信度较高,由此推测四分量钻孔应变仪所记录到的两种不同程度的应变畸变信号的演化过程可能与芦山M_S7.0地震相关。      

姑咱台的十年钻孔应变观测和汶川地震前兆异常

姑咱台的YRY-4型四元件钻孔应变仪是2006年底安装的,至今仍在正常工作,已经有十多年的分钟值观测数据.姑咱台的这种观测的高质量,首先体现在连续性上,除仪器本身的耐久性外,认真有效的运维管理是一个重要原因.这种高质量观测的另一个特点是稳定性,十年来耦合系数保持稳定,说明观测系统的稳定.这种观测数据保持了良好的自洽性,作为四元件钻孔应变观测,这是一项关键指标.所有这些指标(连续性、稳定性和自洽性),说明了观测技术和产出数据的可靠性.根据这十多年的可靠观测数据,得到两个重要认识:一个是这种仪器可以观测长期的构造应变速率,改变了过去对钻孔应变观测频响性能的认识,有助于对现今构造运动特别是地震断层现今活动性的研究;另一个是汶川地震前观测到的异常变化得到进一步确认,这为地震前兆研究提供了一个可靠的个案.不仅如此,姑咱台还进行了这种钻孔应变仪的高频观测实验,采样率达到每秒100次,与摆式地震仪相同.结果表明,这种应变仪在高频端的观测表现非常好.这为地震波研究提供了新手段.更重要的是,它说明这种钻孔应变观测是一个地球动力学的全频段观测技术.这种观测创造了一种可能性,就是将地震孕育以及发生的过程完整地记录下来:从趋势改变到蠕变,从慢地震到低频地震,从前震到主震,可以用这种四元件钻孔应变仪将所有各种变化全部记录下来.     

定点连续形变异常与巴塘6.7级地震

本文在西昌、姑咱等台地倾斜1988年趋势性异常的基础上,首先深入讨论了1989年4月16日巴塘6.7级地震前地倾斜的短临异常特征:固体潮观测曲线畸变、曲线转折甚至打破年变、矢量打结、日变加速、r 值变化等。其次运用姑咱台石英伸缩仪震前应变固体潮突跳,比较好地预报了主震以后几次6级以上地震。最后运用契氏拟合方法处理了姑咱、康定、汶川、西昌、渡口、重庆等6个台站1988年6月—1989年5月地倾斜资料,利用残差曲线,找出异常时段;姑咱台长水管仪6—8月 r 值系统偏离2%;结合趋势异常,预示四川及其邻区在巴塘震群型地震后异常依然存在。     

2013年芦山MS7.0地震的震前及临震应变异常

距离芦山地震震中70 km的姑咱地震台YRY四分量钻孔应变仪2013年4月16—19日记录到8次幅度达到十倍固体潮幅的张性应变阶跃, 这在该仪器6年多运行期间尚属首次. 这些应变异常与芦山地震在时间、 空间上相关; 应变异常的主压应力方向与震前宝兴水压致裂地应力测量主压应力方向相近, 并与震前5个月中长达3个月的应变异常主压应力方向一致; 应变阶跃起始与远震震波同时到达. 综上认为, 4月16—19日的应变异常有可能是芦山地震发震断裂在破裂错动前地层蠕滑的反映.      

用小波-超限率分析提取宁陕台汶川地震体应变异常

姑咱台观测的汶川地震应变异常变得越来越显著.同时,在龙门山断裂带的另一端,原来不好判别的宁陕台钻孔体应变观测异常也逐渐清晰起来.利用小波分解和改进的超限率分析方法,可以将细微的地震异常变化精细地提取出来.一般地,小波分解得到的某个带通信号,可以分为正常背景和异常"坏点"两部分.通过对这两部分界线划分的研究,找到了客观、惟一确定超限率分析的阈值的方法.分析结果表明:沿整个汶川地震发震构造带,应变异常影响范围比我们以前知道的大很多;特别是,这种异常变化明显受固体潮影响,这对进一步揭示其机制提供了新的重要线索.     

四川地区应力应变和重力的地震短临前兆异常特征

对多年来四川地区的应力应变及重力观测资料的短临前兆异常进行了系统的整理和研究,整理出各台项在多次中等以上地震前的异常特征,并对其中一些异常的物理机制进行了研究.短期异常特征如下:攀枝花仁和台应变曲线表现为"N"形异常,西昌小庙台应变曲线为单点突跳与固体潮畸变.临震异常特征包括:攀枝花仁和台与西昌小庙台应变曲线的阶跃及"应变波",攀枝花仁和台钻孔水位的"前驱波".结合相关物理理论论证了西昌小庙台应变在2001年雅江6.0 级地震前异常的阶段性及异常从中期向短期过渡的特征.另外,通过数学方法处理得到了攀枝花南山台重力异常从中期向短期过渡的标志.     

2013年芦山MS7.0地震前后姑咱台四分量钻孔应变时频特征分析

2013年4月20日芦山M_S7.0地震前, 四川省姑咱台四分量钻孔应变仪再度记录到类似于2008年汶川M_S8.0地震前的高频应变畸变信号. 为了对该畸变信号各频率成分的时频演化特征进行细致分析, 讨论应变异常的可信度及其与芦山地震的相关性, 本文利用S变换方法对应变数据进行了处理. 结果表明, 研究时段内时频域中共出现两簇高能量异常, 一簇开始于2012年10月并持续了约4个月, 另一簇则开始于芦山M_S7.0地震前数天. 同时段远震的影响及施工干扰并不能构成该异常的主体, 因此该异常可信度较高. 异常中包含了周期由数分钟至数小时的信号成分, 其中较短周期的信号成分震前出现较晚, 震后衰减较快. 震后异常信号的整体能量开始逐步衰减, 异常信号成分减少, 至2013年8月末应变观测记录已基本恢复至正常状态, 整个应变异常显示的时频演化过程与芦山M_S7.0地震具有较高相关性.      

汶川、鲁甸、康定地震前应变数据由自洽到失洽的转变与地震成核

根据四分量钻孔应变观测的弹性理论模型,四个分量的观测值 S1、S2、S3、S4之间存在“自洽方程”：S1＋S3＝S2＋S4。“十五”期间新建的“数字地震观测网络工程”四分量钻孔应变观测系统中已有一批台站,无论是几天的短期数据,还是6年以上的长期数据,两组面应变相关系数 k 值都超过了0．99。k 值不受降雨、河湖水位、机井抽水等外界干扰影响,具有稳定性。但姑咱台和昭通台,分别在汶川8．0级、鲁甸6．5级和康定6．3级地震前,观测到了 k 值发生明显变化即数据自洽性遭到破坏的现象。导出自洽方程的条件是安装应变仪钻孔附近岩石完整及应力源与观测点间介质的连续性要求,由此,作者认为,姑咱台和昭通台面应变相关系数发生变化可能由于台站附近发生的大地震的地震成核过程中震源区地层介质连续性逐渐受到破坏所致。     

两次M_S6地震前乌什台水位异常特征研究

研究洛浦MS6.0地震和哈萨克斯坦MS6.1地震前乌什台水位异常。对比分析发现,两次MS6地震前,乌什台新46井静水位、体应变的辅助测项钻孔水位震前反向、加速上升、下降的短期异常明显,且2套水位观测震前异常时间同步性,形态相似性较好。     

易县地震台四分量钻孔应变观测震前异常特征

通过对河北易县地震台钻孔应变资料进行处理,发现在2014年9月6日涿鹿4.3级和2015年9月14日昌黎4.2级地震前,该台四分量钻孔应变观测到显著前兆异常变化,与2012年5月28日唐山4.8级地震前出现的异常相似度较高,异常形态均表现为"来快去慢",均在极值附近维持数日后,逐渐恢复原值过程中发生地震。     

高淳台YRY-4钻孔分量应变观测数据 突变（阶跃）及异常特征分析

利用2012—2016年江苏省南京市高淳台钻孔应变观测数据出现的8次突变（阶跃）事件,通过对其突变形态特征、阶跃幅度、持续时间及异常性质进行分析,并结合地震实例探讨钻孔应变与地震前兆异常机理之间的关系。      

高采样四分量钻孔应变仪记录应变地震波的可靠性分析

自2017年开始,陆续对中国地球物理台网10个钻孔应变测点的数据采集器进行升级,产出了大量的高采样钻孔应变观测数据。利用相关系数和自检精度2个检验四分量观测数据自洽性能的指标,定量分析了台站记录的2020年2月3日成都5.1级和2020年3月25日千岛群岛7.5级地震的应变地震波,结果显示高采样观测数据信度较高。对比分析了10个台站记录的2次地震的震相,证明高采样四分量钻孔应变仪具备记录清晰应变地震波的能力,且其可靠性较高。综合结果证明,高采样四分量钻孔应变观测可进一步为地震学研究提供新的数据资源。     

降雨变化对昭通中心站YRY-4钻孔应变仪的影响分析

利用昭通中心站YRY-4钻孔应变仪前兆观测数据资料,提取降雨对该仪器观测数据的干扰事件,采用降雨总量、瞬间最大值降雨量两类降雨分类统计方法,定量分析降雨对观测数据产生的影响。结果表明:当降雨总量达到40 mm、瞬间最大值降雨量大于0.4 mm时,YRY-4钻孔应变仪观测数据受降雨干扰明显;当降雨总量大于40 mm时,降雨总量与观测数据应变量呈线性关系,瞬间最大值降雨量与降雨总量之间无显著的对应关系。分析认为,降雨干扰影响主要来自降雨渗透和台站周边地质抗水体荷载量大小两个方面。定量分析降雨干扰,有利于区分异常与干扰,积累经验,以便于及时对有效异常进行判定,为地震研究服务。      

SHIFTING SELF-CORRELATION METHOD INITIALY USED IN THE APPARENT RESISTIVITY OBSERVATION DATA

In this paper,we propose a method of seismic prediction using the geo-electric resistivity shifting self-correlation (SSC),and a numerical test is carried out using random time series analysis to verify the validity of the method.The SSC method is applied to the actual observation data of three geo-electric resistivity stations,and results are obtained as follows:(1) SSC coefficient changes in Ganzi and Shandan stations have good correspondence to earthquake,which is represented mainly by the phased increase of correlation coefficient appearing six months to a year before the earthquake.At the same time,the correlation coefficient anomalies of the two stations also exhibit strong anisotropy.(2) Although Chengdu geo-electric resistivity station had suffered serious disturbance,the correlation coefficient anomaly also has a good correspondence with earthquake.In addition to the validity of the SSC method,it may also be attributed to the magnitude of the earthquake event,the smaller distance of epicenter,and the time of the earthquake.Anisotropy also exists in the anomaly at Chengdu station.(3) By comparing the characteristics of different magnitudes of earthquakes,the results are obtained that,when the magnitude of the selected characteristic earthquake is relatively small,the amplitude of the anomaly before earthquake is different,but when the magnitude is larger,for example M_S ≥ 5.0,the impact on the results of this study is very limited.In addition,we briefly discussed the anisotropy of seismic geoelectrical resistivity anomalies and the selection of the characteristic earthquake.     

新疆钻孔应变异常特征及其与地震三要素关系研究

将新疆高精度钻孔应变仪１０年来观测到的应变异常划分为趋势异常、短期异常、临震异常三类，并对这三种异常的特征进行了分析总结．认为，地震三要素与应变异常参量关系密切，震级与异常量级、震中距有着确定性关系。     

Study on relationship between features of strain anomaly obtained by borehole strain meter at Wushi station in Xinjiang and strong earthquake: Taking Jiashi MS = 6.8 earthquake as an example

Introduction According to the Seismograph Network of China, an earthquake of MS=6.8 occurred at10:03:42 on February 24, 2003 in Jiashi county, Xinjiang (39.55°N, 77.15°E) with the focal depthof 25.2 km. The macroseismic epicenter located at the boundary of Bachu and Jiashi counties,Xinjiang Uygur Autonomous Region. 248 persons died and 4 853 ones were injured (2 058 ofthem were heavily injured) in the earthquake. 49 656 households (about 205 079 persons) losttheir houses. The Dis…