地磁极化方法在阿拉善5.0级地震中的应用研究

以西北地区甘青两省地磁资料为研究对象, 应用地磁极化方法对其进行处理和分析, 发现在2017年6月3日阿拉善5.0级地震前, 震中附近地磁台站同步出现了极化超阈值现象, 异常特征如下: ① 阿拉善5.0级地震前出现了3次极化值高值异常, 时间上反映地震的短期特征; ② 3次发生异常的台站数量逐次增加; ③ 3次异常的幅值逐渐增大; ④ 3次异常持续时间依次增大。 ⑤ 3次极化异常空间分布范围随地震的临近而逐渐增大。     

九寨沟7.0级地震前四川地区地磁异常分析

利用地磁垂直分量日变幅逐日比方法分析了2017年8月8日九寨沟7.0级地震前的地磁异常时空变化特征,结果表明:震前6个月成都、松潘、江油和崇州4个台站出现了同步的逐日比超阈值异常,异常台站集中于四川北部地区,震中位于异常阈值线上。外空场活动调查排除了空间环境对计算结果的影响,显示此次多台同步逐日比异常很可能是浅层地下介质电性结构改变的一种表现。     

基于平滑伪魏格纳-维勒分布的时频分析方法的震例回溯性研究

以四川及其邻区现有地磁台站数据为研究对象,基于平滑伪魏格纳-维勒分布的时频分析方法(SPWVD),对其进行时频计算,并对康定地震、九寨沟地震附近地磁台站及中强震活跃时段与平静时段的川滇地区部分地磁台站Z分量滤波后周期为4. 4h的振幅变化特征进行回溯性震例分析。研究发现:2014年康定地震之前,震中附近7个地磁台站4. 4h振幅存在同步高值异常现象,其中5个台的幅值为震前所研究时段的最高值;九寨沟地震前,震中附近6个台站存在同步相对高值的异常现象,其中3个台的幅值为震前所研究时段的最高值; 2014年川滇地震活跃时期,该区域地磁台站普遍存在4. 4h振幅同步异常,台站数量多、振幅大,与此时间段内中强地震发生强度呈正相关,在时间上呈现短临特征; 2018年川滇地区中强地震活动平静时期,4. 4h振幅变化较平稳,异常振幅相对较小,而后活跃期间同步异常的最大振幅增大且异常台站数量增加。综上所述,通过SPWVD时频方法对地磁数据进行处理和分析,以此得到的规律和认识,对未来川滇地区中强地震预测和研判区域地震活动性的强弱有积极意义。     

2022年1月8日青海门源MS6.9地震前地磁垂直强度极化异常变化特征

基于甘青川地区的14个地磁台站秒采样资料,对2022年1月8日青海门源M_S6.9地震前地磁垂直强度极化异常的时空变化特征进行分析研究。计算结果显示,在2021年10月底出现了地磁极化超阈值高值异常变化,异常台站主要分布在青海、甘肃和四川地区,异常出现后73天发生了门源地震,震中位于极化高值异常阈值线附近。研究还发现,此次地磁极化异常具有一定的时空变化特征,时间上,不同台站极化异常具有较好的时间同步性;空间上,极化异常高值区呈现出沿震中附近出现后不断扩展最终再向震中收缩的特点。此外,各地磁极化异常台站的归一置零极化值、异常持续时间与震中距存在较好的负相关性,异常台站距离地震震中越近,其归一置零极化值越高,异常持续时间也越长,这一特征符合地震电磁扰动信号的衰减特征。根据极化异常和地震的时空关系分析认为,此次地磁极化高值异常对应了之后在异常高值区边缘发生的门源M_S6.9地震。     

九寨沟MS7.0地震前地磁异常

分析距离九寨沟M_S7.0地震震中分别为65 km、254 km和238 km的松潘地磁台、成都地磁台和天水地磁台2017年连续观测结果,发现九寨沟地震前,松潘地磁台出现异常变化,主要表现为2017年5月开始,松潘地磁台长时间垂直分量累积变化量达40 nT。短时间内也存在地磁场突变,最高可达10 nT,而成都地磁台和天水地磁台地磁场无明显异常。通过对观测数据的详细检查发现松潘地磁台很多观测日的最后一个观测值与后一观测日的第一个观测值相差超过1 nT,因此认为九寨沟地震前观测数据的异常是由观测系统异常导致。对三个台站地磁场垂直分量日变化的统计分析发现垂直分量在不同时段相关性保持一致,说明地震前短时间内不存在地磁垂直分量的明显异常变化,三个台站地磁场日变化的差异是由地下介质性质不同导致。岩石圈磁场在震中西侧区域出现正负异常交替现象,这可能与九寨沟地震的孕育有关。     

2017年西藏米林MS6.9地震前地磁垂直强度极化异常特征

基于中国大陆65 个地磁台站秒采样观测资料,利用地磁垂直强度极化方法提取了2017年西藏米林M_S6.9 地震震中及附近区域超低频电磁异常信号并分析其时空演化特征。结果显示:米林M_S6.9 地震前在青藏高原出现了大范围的地磁垂直强度极化高值异常,异常过程共持续9天;高值异常开始于2017 年10 月30 日,高值持续3 天之后出现短时间下降,随即转折上升,再次出现高值异常并持续了4 天,在此过程中各高值台站的时序曲线呈现出单峰或双峰的形态。空间分布图显示高值异常在中国大陆西部区域反复出现,尤其是在青藏高原巴颜喀拉地块与羌塘地块的交界处。异常呈“出现—扩大—收缩—消失—扩大—消失”的演化过程,10月31日异常面积达到最大值。异常过程结束后10天发生了西藏米林M_S6.9地震,震中距离10 月31 日异常阈值线5 km。综合分析认为,此次异常与米林地震具有较强的时空相关性,是可靠的地震电磁前兆异常。      

2022年3月17日皮山MS5.2地震区域电磁异常综合分析

综合分析2022年3月17日皮山M_S5.2地震前震中附近存在的区域电磁异常特征。结果表明：(1)本次震中距离地磁低点位移预测线约280 km,且与优势发震时间接近,该异常对应本次地震;(2)本次地震虽然发生在地磁逐日比和地磁垂直强度极化预测区内,但震级偏小,且距离异常台站较远,异常不对应此次地震;(3)将地磁逐日比和低点位移进行综合分析有助于提高地震短期预测的准确性。     

2017年阿拉善左旗5.0级地震地磁垂直分量日变化低点时间时空演化特征

2017年4月21日中国大陆出现地磁低点位移异常,异常出现后43天,于6月3日在低点位移分界线附近发生阿拉善左旗5.0级地震。文中采用克里格方法对中国大陆低点时间数据进行插值处理,获取地磁异常的4月21日和正常的4月7日Z分量低点时间等值线,结果显示：①异常日期间蒙宁陕交汇处存在低点时间等值线高梯度区,地震发生于高梯度区域边缘;②若以低点时间13 h的等值线作为低点位移分界线,则该分界线穿过震中位置;③异常日期间,震中距500 km范围以内分界线两侧台站Z分量日变形态差异性大,存在显著的分区特征。     

2013年3月11日阿图什M_S5.2地震震前异常分析

对2013年3月11日新疆阿图什MS5.2地震前震中附近前兆台站出现的部分短期变化进行了识别分析。喀什台栏杆地磁垂直分量日变幅逐日比值出现2次超阈值情况,栏杆钻孔倾斜和哈拉峻台钻孔倾斜倾斜速度加快,大幅度倾斜异常,伽师55井深层水温出现低值异常,巴楚土层应力出现波动性异常。     

四川地区2019年11月5日地磁加卸载响应比异常分析

针对2019年11月5日四川地区出现的地磁加卸载响应比异常现象,通过初步异常判断、仪器运行状态检查、观测资料可靠性检查、环境干扰调查、高压直流输电情况调查、磁扰活动影响分析和台站基础数据对比,综合认为该日出现的地磁加卸载响应比的异常受外界干扰可能性很小,该日异常是地震前兆异常的可能性较大;结合地磁加卸载响应比法的震例总结和预测指标,认为此次异常出现后的约6个月,阈值线附近区域存在发生MS≥5.0中强地震的可能。     

2008年汶川MS8.0地震前定点观测电磁异常回溯性分析

对2008年汶川M_S8.0地震周围定点台站观测的电磁异常的相关研究进行了简要的回顾分析,以期加深对汶川地震孕震过程中电磁异常的解读.震中周围8个地电阻率台站震前出现不同形态的异常变化,结合震后地电阻率变化形态分析,仅近邻地震破裂带的成都和江油台异常变化符合已有的地电阻率孕震异常机理.在4月24日和5月9日大致沿南北地震带出现两条南北走向的低点位移线,成都台地磁转换函数、谐波振幅比、帕金森矢量和垂直极化强度等主要反映了地下介质电性在震前出现的异常变化;断裂带附近的地电场和电磁扰动在震前出现波形畸变和能量增强,距离较远的西昌台阵和天祝—松山台阵内地电场也出现功率谱能量增加和裂隙渗透方位角扰动等短期异常现象,甚至沿龙门山断裂带NE方向1300km外的河北电磁扰动台网震前数月也出现自观测以来最大幅度的异常变化.     

四川九寨沟7.0级、新疆精河6.6级地震山西定点形变异常分析

文章运用山西定点形变观测数据,分析2017年8月8日四川九寨沟7.0级地震、8月9日新疆精河6.6级地震的前兆异常,讨论了异常的信度。结果表明,九寨沟和新疆精河地震前,山西地区部分倾斜、应变仪器的观测数据出现了较为可靠的短临前兆异常变化,异常出现在震前3~180 d,主要表现为短时间内的破年变、转折、加速等。各定点形变台站在异常出现的时间上呈明显的准同步性特征。     

重庆武隆M5.0地震前地磁异常特征分析

选取恩施台、涪陵江东台、石柱黄水台以及武隆仙女山台2012年1月至2017年11月地磁数据进行异常分析,得到各个台站的地磁谐波振幅比和加卸载响应比计算结果,并结合2017年11月23日重庆武隆M5.0地震震中附近地质构造背景分析地震前后地磁异常现象。分析结果认为大部分地磁谐波振幅比变化特征类似于地电阻率的变化特征,表现为"下降-转折-上升"过程。本次地震大致发生在转折上升的初期阶段,其中震中距较小的台站地磁谐波振幅比变化趋势不同步,但变化幅度大致相同,而震中距较大的台站地磁谐波振幅比变化趋势较为同步,变化幅度较大。此外,研究还表明震前地磁加卸载响应比异常高值在时空分布上与震中位置具有很好的对应关系。     

中强地震前地磁极化异常特征及其与后续地震的关系

基于国家地磁台网中心的地磁秒采样数据, 采用地磁垂直强度极化法, 计算了2019年1月1日至2020年7月31日全国各地磁台站的极化值, 对2019年中国大陆西部(110°E以西)极化异常进行了分析, 研究了2020年于田M_S6.4等中强地震前地磁极化异常变化特征及其与后续地震的关系。 研究发现: ①地磁极化异常具有空间成组特征, 即空间上多个地区可以同时出现地磁极化异常; 地磁极化异常一般被认为是震前震源区发生断层蠕动或岩石破裂导致的电磁辐射, 这意味着震前可能会有多个地区同时发生断层蠕动或岩石破裂, 这一现象似乎表明有一个“力源”在主导多区域同时发生断层蠕动或岩石破裂。 ②地磁极化异常的后续地震具有成组特征, 即一个地区出现极化异常后可能发生多次地震。 该现象对日常会商分析具有重要参考意义, 即此类异常发生预期地震后可能还会有类似地震的发生。 ③以往的一些研究认为地磁极化异常一般在震前2—3个月出现, 但本研究发现极化异常出现后10个月在异常区域仍然会发生地震, 这表明电磁辐射异常可能不仅仅是短临异常, 还可能具有中期指示意义, 即断层蠕动或岩石破裂发生时间可能在震前近1年左右便已开始。 这一发现对目前许多类似地震电磁异常研究仅仅分析异常后3个月左右内地震提出了挑战。     

云南地磁台地震前地磁谐波振幅比分析

采用云南永胜和通海地磁台2010年1月至2018年12月记录的地磁分钟值数据,计算谐波振幅比随时间的变化,分析发现:2014年8月3日鲁甸6.5级地震、2018年9月8日墨江5.9级地震前,谐波振幅比曲线有2次明显下降—转折—恢复异常,分别于第1次异常恢复上升过程和第2次异常转折过程中发震,异常持续时间分别为3年和2年多,持续时间越长,震级越高;距震中较近的地磁台站谐波振幅比曲线出现不同步现象,即YZHx(NS)向与YZHy(EW)向的不同步及长短周期不同步。     

新疆伽师MS6.4地震前地磁日变化异常分析

以新疆伽师M S6.4地震为案例,利用地磁日变化异常分析方法,对中国地磁台网所记录的地磁观测资料进行分析,结果显示:1、离震中最近的喀什台震前59 d和39 d出现一组逐日比高值异常,排除干扰,且地磁日变形态也出现明显的畸变,异常集中于震中附近台站,震中位于异常阈值线附近;2、震前,新疆及周边地区出现地磁垂直分量日变化幅度的极小值时间在空间上出现地磁低点位移现象,低点时间分界线横穿南天山西段,呈现近EW走向分布,分界线两侧低点时间相差超过2 h,发震日期为异常发生后的38(41±4)d,震中位于低点位移分界线附近;3、地磁逐日比和低点位移异常的发生时间和空间分布可能与伽师M S6.4地震的孕育和发生有非常高的关联性。该研究进一步推广和检验了地磁日变化异常分析方法在地震预报方面的应用。