强地震前兆异常特征与深部流体作用探讨

根据华北几次强震前后地下流体和重力异常特征,结合大地测深资料探讨了地震发生前后深部介质的变化和地壳浅层应力场变化特征。地震发生前震中区地下水位异常主要表现为下降型,气体异常呈上升型,重力和形变也出现异常;在外围地区地震前地下水位异常以上升型为主。 海城地震和大同–阳高地震前地下水位上升、下降异常有方向性分布的趋势,呈 X 形分布,这意味着地壳浅层应力场是压扭型的,并存在垂向应力的作用。在孕震过程中,地球深部流体向上运移,使得震源区及其附近的岩石膨胀、密度降低,震中区地壳浅层应力场呈拉张型,造成地下水储容积增大,地下水位出现了下降型异常。 在特定的构造单元内,地下流体、重力异常的空间分布特征能较好地反映地球深部物质运动和地壳浅层应力场特征。     

广西北流Ms5.2地震地下流体异常分析

整理分析了北流M5.2地震震中周边300 km范围广西境内的地下流体观测资料,发现北海咸田、桂平、南宁石埠3个流体井的水位观测数据震前出现了前兆异常,3个异常井均分布在震中周边200 km范围内。采用观测曲线对比和小波相干分析等方法并结合异常井所处区域的地质构造,系统分析了异常的开始时间、持续时间、变化形态以及异常在时间-频率域内的相关特性。经分析认为,北海咸田、桂平、南宁石埠3个井的水位观测在震前出现的年尺度变化为较可靠的中期前兆异常。     

河北省数字水位短临异常特征研究——以2016年唐山4.2级地震为例

2016年9月10日河北唐山发生M_S 4.2地震,以该震为例,研究河北省地下流体观测井水位震前异常变化特征。结果表明：①震中区域观测井水位异常变化形态一般为缓变型,震中外围观测井水位异常变化形态一般为骤变型;②距离震中越近,观测井水位异常出现越早,异常持续时间越长;③临近地震震中时,观测井水位异常有从震中向外围扩散的趋势;④观测井水位异常最大幅度与井震距关系不大。     

浙江温州4.6级地震群前宁波地震台水温异常特征讨论

浙江温州ML 4.6震群是宁波地震台ZK03井水温观测5年多来碰到的300 km内,第1个4.5级以上的地震事件;虽然还没有达到本学科认为的预报效能范围内的地震,但震前该台水温测值临震异常比较明显,主要表现为一个"方波"形态的异常现象,最大异常量达正常日均上升速率的30倍.异常形态与过去8级地震前有明显的不同,说明异常作用源发生了变化;据此,作了一定程度的短期预报尝试.水温出现的异常可能是孕震中断层面缓慢产生"流变体"滑动形成的长周期波,通过上地幔或软流层传播而造成的.同时,这种长周期波还可能造成观测井周边地下微裂隙张开或闭合,使地下流体发生了微小的温度变化,被高精度的测温仪器记录下来.     

苏皖交界北部井水位群体性异常综合分析

1 研究背景 自2014年以来,苏皖交界北部3口流体观测井水位出现群体性异常变化,即淮北皖22井、睢宁苏02井、睢宁苏03井的水位出现同步转折变化(图1),且睢宁苏03井水温出现准同步变化.这些异常在空间上具有集中性,在时间上具有同步性,异常形态相似.诸多研究表明,某些强震前会出现地下流体群体性异常变化,如:车用太等(1997)研究认为同区域不同观测井出现同步同向变化,可能受到同源应力作用;黄辅琼等(2004)研究认为多口深井水位同步上升代表构造应力场压性增强张性减弱,为地震的发生提供背景;刘耀炜等(2015)对鲁甸M S 6.5地震分析得出,流体出现集中、同步异常,反映了该区域的应力变化,可能是地震发生的前兆信息.基于此,本文对苏皖交界北部流体观测井水位群体性异常进行综合分析,判定流体异常性质,为地震趋势判定提供学科依据.     

河北文安5．1级地震前天津地区地下流体异常特征

分析了2006年7月4日河北文安MS5.1地震前,天津地区王3井、王4井水汞及潘庄井、高村井水位出现的前兆异常。研究结果表明,震前在震中区周边,流体观测前兆异常表现明显,但在空间分布上呈现出不均一、不连续的特征;位于不同构造位置井孔的相同观测项目,异常形态却不尽相同;从异常出现的时间上看,异常主要集中在短临阶段,并且有随着发震时间的临近而不断增多的趋势;热水井观测异常出现的时间要早于冷水井观测,尤其是处在地热异常区的观测点对异常反映更为灵敏。     

苏皖地区2次中强地震前地下流体异常及其形成机理分析

归纳总结了安庆M_S4.8地震、高邮-宝应M_S4.9地震前出现的地下流体异常,并对其形成机理作了初步讨论。结果显示,这2次地震前地下流体异常特征比较相似。在时间进程上,都表现出中期趋势背景异常与短临异常的配套性特征。在空间分布上,中期趋势背景阶段,水位异常均表现为震中附近流体井水位呈趋势性转折上升,而震中外围流体井水位呈趋势性转折下降的特点。且转折上升的流体井在空间上的分布方位与地震的发震断层走向一致。在短临阶段,异常均表现为先向外迁移继而向震中靠拢的特点。水位在空间上的规律性分布可能受区域应力场作用以及区域构造格局所控制。     

昆仑山口西8.1级地震前后地下流体远场效应的研究

分析了北天山地区地下流体的动态观测资料，发现在2001年11月14日昆仑山口西8.1级地震前后，新疆北天山地区多个流体监测点的测项出现了明显的异常变化，其特征主要表现为：地下流体地球化学预测出现高值异常、油气井震前发生井喷、地下流体水动态则出现同震振动效应和震后阶跃变化。最后，对比分析了新疆及邻区7级以上地震和6级强震群对北天山地区地下流体的影响，并认为强震的地下流体远场效应与震中距离具有明显的关系。     

2008年汶川8.0级地震前地下流体异常回顾与统计特征分析

地震地下流体在地震预测研究与震情跟踪中发挥着重要作用.本文基于中国地震地下流体前兆观测台网所涉及的资料范围,系统收集了2008年四川汶川8.0级地震的可能地下流体前兆异常,分析了这些异常的空间展布、时空演化以及形态等总体变化特征.结果表明,收集到的68项异常均位于10^-8应变量范围内,59项异常位于汶川8.0级地震3倍破裂区（约900 km）范围内,占异常总数的87%,这与国内外已发表的地下流体前兆异常空间分布范围和震级之间的关系相符,说明汶川8.0级巨大地震的前兆观测范围至少包含该地震3倍破裂尺度甚至更大;异常出现时间总体呈现出临近地震异常数量增多的特点,但异常数量并非逐渐增多,而是在震前5个月和1个月突然增多;异常形态特征复杂,水氡和水位总体呈现出趋势性异常特征,水温总体表现出短临变化特征,主要表现为震前1—3个月突升、突降或波动异常变化.此外,本文还结合国内外已发表的地震地下流体前兆异常以及地震孕育理论,讨论了异常的空间分布、时间尺度与未来震中的关系,这对深入认识地下流体前兆异常及产生机理都具有重要的现实意义和科学价值.     

2017年9月16日新疆库车M_S5.7地震前兆异常分析

利用形态分析法,对2017年09月16日库车M_S5.7地震前震中400 km范围内形变和流体数字化观测资料进行梳理分析,提取震前异常,总结异常特征。结果表明,库车地震发生前,共有7项形变和流体的资料出现中短期及短临异常;钻孔应变异常特征表现为压缩―拉张变化、压缩速率变快、周期性台阶变化;流体异常特征表现为水位阶升和气体高值变化。     

天津水动态项目异常的典型特征

根据“局部构造上的凸起区, 水动态项目异常多表现为正异常, 而凹陷区则往往表现为负异常”的观点, 推断出双桥1、东台、天船等8口井震前的典型异常特征; 同时运用1989年至1999年发生在天津及邻近地区、首都圈及周边地区的多次中等、中强地震前天津地区水动态观测项目异常情况, 对推断结果进行了检验。证明检验结果与各井孔异常的实际情况相符, 由此得到天津地区地下水动态观测网中8口井水位、井压项目的典型异常特征, 对加强天津地区水动态项目异常的判定具有一定的实际意义。     

唐山7.8级地震前水氡异常演化特征

应用华北地区３６个水化观测点的水氡观测资料,以半年为尺度对唐山７．８级地震前水氡的异常演化过程进行了系统研究。结果表明：该次地震前水氡异常存在由外围向震中区迁移的特征,异常先在外围地区出现,短临阶段才地震中区附近形成较强的异常区,异常形态有由复杂向简单演化的特征。震后水氡动态演化图像呈现离散态势,并逐步恢复正常。     

张北地震与大气增温异常

通过对大气总温度资料的分析,认为１９９８年１月１０日张北地震前几天,震区及其周围的增温异常是一种临震前兆。异常的空间由显示,震中区及其附近为强异常区,并且被弱异常区所包围;该次地震可能是ＮＷ向的张家口－北京－蓬莱断裂带向西扩展活动所致,同时也与尚义－多伦等ＮＥ向断裂的活动有关。总温度等值线的系列演变图概略的反映出了应变能的积聚－扩展－释放的全过程。     

倾斜异常图象分类及其特征浅析

本文搜集与整理了我国几十次大、中强地震,震前、震时的地倾斜异常图象,按其形态大致可分为五类:Ⅰ.震前倾斜记录曲线渐变——回复——发震(多见于远震);Ⅱ.震前倾斜记录曲线突变(阶跃)——发震(多见于近震);Ⅲ.震前倾斜记录曲线扰动或单向脉冲——正常——发震;Ⅳ.震前倾斜潮汐记录曲线畸变——发震;Ⅴ.震前倾斜记录曲线脉动(曲线加粗)——发震,其特征为:1.异常形态呈多样性;2.异常出现在震前几分钟到几十小时;3.异常幅值一般在几毫秒至十分之几角秒(10-8——10-6rad),个别达几角秒(10-5rad);4.异常倾斜方向多半与震中方位有关;5.异常有由远及近、从外到内(震中)的迁移现象。文章作者还结合模拟实验和地震模式,讨论了地震前倾斜异常的有关问题。      

黑水5.4级地震前地倾斜的异常特征及有关问题的讨论

1978年7月13日四川省黑水5.4级地震前,附近温江地区五个台的地倾斜显示出了几种短临异常特征,即震前10余天倾斜单分量日均值曲线出现了大幅度的变化;倾斜的速度变快;震前倾斜矢量打结,结的长轴方向基本指向震中,出结方向背向或指向地震方向;震前几天倾斜方向发生偏差等。这些异常是预报地震的依据之一。     

从溧阳六级地震的前兆特征讨论中强震的预报问题

扬州～铜陵地震带位于大华北强震活动区和华南地震相对平静区的交接部位,中强震比较活跃。由于中强震震源应力场作用范围有限,时间不长,每个中强震的前兆有其相对的独立性——很少受大华北强震与本区其他中强震的影响。这就为检验前兆的准确性提供了较好的环境。1979年7月9日溧阳六级地震后经历了一年多时间的检验,我们将其较可靠的前兆     

北京地区浅层地下水和气的异常运移与唐山地震

研究了唐山地震及其强余震临震前,北京地区枯井喷气发响以及浅层地下水变浑和水位上升的特征和原因,论述了这些现象可能含有前兆信息的理由,并研究了异常的动力、机理、地质背景和物质来源,讨论了这些异常与唐山地震的关系以及研究地下水与地震关系的意义.由于未发现深部气体的大量喷涌,故认为这些异常现象反映了浅层地下水和气体的异常运移,是在统一的区域应力场作用下,由北京地区活动断层脉冲形式的附加构造应力场作用于一定水文地质结构的结果.认为深入研究地下水和气的异常运移,可能对地震预报有一定意义.      

地震前油井动态变化特征研究

分析了１９７５年海城７．３级、１９７６年唐山７．８级以及１９８９年大同６．１级等地震前后胜利油田油井的动态变化特征。研究了油井动态异常变化与地城三要素的关系,地震前油气比的异常幅度比产油量的异常幅度大;异常幅度与震级的大小呈相关,与震中距呈负相关;对于震中距较远的地震,异常多表现为突跳变化;城吉距较近的地震前异常出现早,且形态复杂,基本可分为早期趋势变化、中期震荡变化和震前突跳３个过程,最后对异常     

共和7.0级地震前地下流体前兆的动态演化特征

使用４０个地下流体观测点的资料,对１９９０年４月２６日青海省共和ＭＳ７．０地震的前兆动态特征进行了系统研究．结果表明：（１）地震带内观测点的水氡趋势异常及水化、水位群体异常及频次异常与断层平均形变速率呈同步变化．地下流体群体异常频次的累加值曲线在地震前表现为指数加速变化图形．（２）震源外围２４０ｋｍ范围内的水氡中短期趋势上升异常,表现为由震源逐渐向外围扩散的特点．在短临阶段各测点水氡的异常变化基本同步．（３）流体短临前兆出现明显的起伏加剧和层次现象,突出的表现是流量、断层气日变化在临震阶段出现３次加剧,且异常幅度一次高于一次     

门源地倾斜异常的深入分析

应用形态法、差分法、契氏拟合法对１９８４—１９９５年门源倾斜的资料做了系统的分析、总结，对其２００ｋｍ范围内的中强地震的震前异常进行了分析，发现在１９８６年门源６．４级、１９９０年共和７．０级地震前趋势性异常比较显著，且异常幅度大、持续时间长，而在一些５级左右地震前异常不明显。并且发现在中强地震前门源倾斜ＮＳ向有一个减速过程，这似与以往总结的震例有所区别。并在此基础上对门源倾斜的映震能力作了评价，且提出了未来一个时期的地震趋势。