地下水诱发的浅层前兆异常及其机理与有关的地震预报问题(1)

依照“源、场、外”相结合的地震科学研究思路,提出地下水诱发浅层前兆异常机理。认为降水等因素造成的地下水动态变化,可产生一种作用于地壳岩石的附加流体力;地震前,通过多种流体力作用,引起已经积累较高应力的地壳应力－－应变场调整变化,并使岩石强度改变,从而促进与诱发浅层地壳的构造变动;其结果是派生或伴生出地形变、地应力、水化学及地电阻率等多种浅层前兆异常。在降水、地下水的多种周期变化成分中,只有那些能与地壳应力－应变过程产生力学耦合的周期变化,才能调制与诱发出异常,这一部分变化可做为广义的地震前兆。孔隙压力、动水压力以及化学腐蚀等原理,是该异常机理的理论基础。列举出六方面的事实做为该机理直接的或间接的证据。     

地壳形变与地下水动态异常特征研究进展

地壳变形与地下流体之间既相互联系又相互影响。地壳形变异常是地壳构造活动最直接的表现,是物理含义最为明确的地震前兆之一;地下流体异常能够提供多种型式的构造活动过程(包括地震)的前兆信息。两类异常以不同的方式和特点反映出地震孕育过程中伴随的前兆信息,从而成为地震预报的重要手段。本文综述了有关地壳形变与地下水动态异常特征方面的研究成果,从机理和前兆特征方面归纳了两种异常的相互关系。     

鲁甸6.5级地震地下流体典型异常与前兆机理分析

基于川滇地区前兆台网资料,结合异常现场核实工作结果,对鲁甸6.5级地震前的地下流体异常现象进行了总结。遵循地震分析预报的基本思路,按照长期、中期、短期趋势异常、临震异常和宏观异常阐述了鲁甸6.5级地震前地下流体典型异常现象。结果表明,长期和中期趋势背景异常主要出现在距震中300~500km范围,短期趋势和临震及宏观异常集中于震中区100km范围内。这种流体异常特征反映了在较高密度的观测点区域,可以观测到流体活动加剧的前兆现象,有利于判定地震危险区和短期阶段跟踪分析。区域应力加载作用可能引起的断裂带裂隙的开启与闭合,导致温泉和井水温、深部气体与承压井水位的持续变化;水岩反应加剧和地下水混合作用增强,使地下水离子组分浓度发生变化,甚至导致显著宏观异常。在一定密度的前兆观测地区,能够获取用于判定地震危险性的前兆信息。     

新疆沙湾5.2级地震地下流体前兆异常特征的分析

列举了1996年1月9日新疆沙湾5．2级地震地下流体前兆观测的最新资料，总结了地震孕育由稳态进入非稳态过程中流体异常的特征。结果表明，地下流体前兆异常以中短期为主，主要集中分布在距震中200km范围内，异常形态和幅度复杂多样，并对这次地震的跟踪预测、前兆的可靠性问题进行了讨论。     

张北6.2级地震中短期阶段异常演化及同步性

基于强震前主破裂潜在变化过程中产生的地壳形变异常及伴随地壳形变而产生的地下水化学前兆现象随时间变化显示出的动态异常，依据怀来地震台地形变、流体观测资料，研究了1998年张北6．2级地震前地形变、地下流体异常特性及同步性，有由短期向临震演化的不同阶段异常特征。形变异常早于流体异常出现，临震异常集中出现，反映明显。断层气CO2、水汞、体应变同时在震前的二个月出现，显示出异常的集中性、同步性特征。     

河北张北M6.2地震前怀来地震台的中短期异常

基于强震前主破裂潜在变化过程中产生的地壳形变异常及伴随地壳形变而产生的地下水化学前兆现象随时间变化显示出的动态异常，依据河北怀来地震台形变、地下流体观测资料，研究了1998年河北张北M6．2地震前地形变、地下流体异常特性及同步性，认为其有由短期向临震演化的不同阶段的群体演化特征。形变异常早于流体异常出现，临震异常集中，反映明显。断层气CO2、水汞体应变异常同时在震前2个月出现，显示出异常的集中性、同步性。     

哈萨克斯坦斋桑7.3级地震前后的地下流体动力学效应

分析了斋桑地震前后天山地震带不同观测井的地下流体动力学及水文地球化学地震前兆和后效的异常变化特征。认为:地震流体效应具有不可逆性,不同构造带,远距离的异常变化可能与地壳区域块体构造运动有关,强震后效敏感带反映了区域应力场的加强过程,亦可发展成为新的潜在震源区。     

新疆及边邻地区7级以上地震前后北天山地下流体动态的异常变化

重点分析了新疆及边邻地区1980年以来6次7级以上地震前后北天山地下流体动态异常资料，其中3次地震前地下水有短期前兆异常变化，震时同震地震波效应普遍存在，震后异常十分突出且幅度大；以水位为主的水动力学效应反映了大区域应力调整过程具有不可逆特征。水文地球化学参数的变化不敏感。讨论了地下水远程效应与井震距离的关系以及阶跃异常的幅度等问题。     

周至深井流量观测数字化技术改造及应用

引言 众所周知，井泉的水流量是流体前兆观测中最重要的测项之一。地下水流量变化不仅直接反映着地下应力的变化情况，而且是动水位、地热、水氡等其他地下流体测项动态变化的重要影响因素。 大量震例总结与现场观测试验表明，中强地震前井泉流量有明显的异常变化。车用太等研究了国内外震例剖析及试验观测结果，认为地下水流量观测无论是对地壳应变的反映还是对地壳破裂的反映，都优于地下水压力与温度的观测，也优于地下水化学组分的观测，可能是映震灵敏的地下流体观测项目。张潮明等总结了1990年7月16日菲律宾8.0级和1994年9月16日台湾…     

2011年盈江5.8级地震前近场流体异常初探

通过对2011年3月10日盈江5.8级地震近场区水位、气汞等前兆观测资料的分析,发现该地震前震中附近区域的前兆观测异常较为显著,2010年初异常开始出现,7月后异常数量显著增加,盈江5.8级地震前1个月前兆异常出现转折、异常数量开始减少;怒江断裂以西的震中附近地区异常以水位升高和气汞浓度增加为主,显示震区附近地区受到挤压,孔隙压力增加的应力状态;短临阶段异常由外围向震中迁移的特征可作为地点预测的参考依据.最后对近场异常从机理上进行了初步的探讨.     

盐津地震流体前兆异常分析

在分析了滇东北地区2006年7月22日、8月25日2次盐津5.1级地震前近震区和外围观测井点地下水物理、化学及断层气CO2异常基础上,总结了地下流体异常特征。研究结果表明:临近地震发生的短期阶段,流体前兆异常数量有增多的趋势;短临阶段在近震区附近出现宏观异常,异常点分布在距震中120 km范围内;从异常点的时空演化特征来看,距震中180km以内的观测井在震前异常显著,异常演化具有扩散、收缩现象;距震中180 km以外的2个二氧化碳观测点均表现为中短期异常,短临阶段有加速转折特征。由此可见,在地震孕育的短临阶段,地下流体微观异常与宏观异常的配套性综合分析是提高预测能力的重要依据。     

新源4.7级地震前地下流体前兆异常特征

2001年3月24日在新疆新源发生MS4.7地震,震前北天山地区的地下流体相继出现一些前兆异常,并且以中短期异常为主,异常主要集中在距震中约265 km的乌鲁木齐附近。通过观测事实,分析了本次地震前北天山地区地下流体前兆异常的特征。     

粤桂琼流体台网对区域中强地震的映震能力分析

对广西2016年苍梧5.4级地震、2019年靖西5.2级地震、2019年北流5.2级地震震中300 km范围内粤桂琼流体台网观测资料进行梳理,认为该台网最显著的映震特征是趋势性和群体性,具体表现为同一条断裂带或同一组平行的断裂带上多井水位出现同步(或准同步)长期的背景性趋势异常、中期的年动态畸变异常和震前半年的高水位异常,且水位年动态畸变与累积重力异常呈现出时间上的同步性、空间上的叠加性。含水层水文地质参数计算及水位应力反演显示,3次地震前压力增强、孔隙度减小、渗透系数增大、水位上升,均符合水文动力学机制,表明粤桂琼流体台网能够真实反映区域应力场的变化,震前水位年动态畸变及加速上升是区域应力增强的表征。综合分析认为粤桂琼流体台网对区域中强地震反映灵敏,具备较好的映震能力。     

缅甸7.2级地震对云南地下流体的影响

对2011年3月缅甸Ms7.2地震前云南地下流体前兆异常进行系统研究,结果表明,距震中540 km范围内共有14测点17个测项异常;异常时空特征表明,异常演化具有明显的阶段性,地震前5个月开始异常逐月增多,并有向震中收缩发展的迹象.     

地壳形变前兆及其应变量转换

归纳了自1975年以后华北地区13次中强以上地震的地壳形变短临前兆异常60例。统计地壳形变短临异常与地震的定性关系，发现距震中较远的台站异常出现较早，较近的台站异常出现较晚，地震的震级与异常的空间展布范围成正比，异常往往倾向震中或背向震中。跨断层的位移型形变异常形态有两大类：一类是趋势性异常变化，另一类是高频波动。本文提出了将连续型形变转化为应变的方法。从1989年10月16日大同－阳高61级地　震和1991年3月26日大同－阳高5．8缓地震的实例可见，地震往往发生在高应变区或其附　近，异常量级可达10－6。     

识别地下水超采区井水位异常性质的理论与方法

长期过量开采地下水,使地下水位持续下降、水质发生变化,动水位观测井断流;地面沉降造成井管上窜,观测管路系统被损坏等,这些现象对地震地下流体观测地震前兆异常的正确判断带来很大困难。应用水文地质理论与方法,分析含水层的水均衡状态、应力-应变状态及其与水位动态的关系,初步探讨了超采区井水位异常性质的理论与方法。结果表明,根据井孔所在区水位下降漏斗的扩散特征,结合以上所提到的理论和方法,依据资料多年变化特征,可以较准确地判断异常的性质。研究结果有助于区分单一集中抽水与长期地下水超采对水位观测的影响,有助于正确识别超采区水位前兆异常,有助于地震分析预报水平的提高     

中强震前辽宁地区流体异常特征与地震预测研究

主要基于中国震例及相关文献资料, 通过收集辽宁及周边历史中强地震震前辽宁地区流体前兆异常信息, 对震前流体异常特征进行了分析总结, 建立辽宁地区流体前兆预测指标。 研究表明, 辽宁地区M≥7地震流体前兆异常具有分布范围广, 异常数量多, 持续时间长, 异常变化幅度大且准同步变化等特征, 地震前兆主要以突跳型、 上升型异常为主, 地震一般发生在异常最高频次开始转折降低阶段, 宏观异常数量多达千起, 空间分布特征明显; M5~6地震异常主要集中在距震中200 km范围内, 异常持续时间相对较短, 主要以水氡为主, 地震前兆特征主要以突跳型、 上升型异常为主, 且地震一般在异常最高频次开始转折后2月内发生, 宏观异常数量少, 一般仅为10多起或无宏观异常。     

德令哈6．6级地震前青海省前兆异常特征分析

对德令哈6．6级地震前后前兆异常用常规分析方法和部分“十五”项目的阶段性成果进行分析研究,总结了此次地震前出现的前兆异常形态及特征,探讨了此次地震与昆仑山口西8．1级地震的关系。认为,在8．1级地震的影响下,外围区域应力场调整,地壳介质变化,是此次地震前地下流体出现异常较多、分布广泛的内在原因。     

大同—阳高6.1级地震前兆场分析

通过对１９８９年大同－－阳高６．１级地震异常的清理,发现６４项前兆异常,９项测震学异常,前兆异常主要在距震中１００ｋｍ￣３００ｋｍ范围内,异常的演化具有明显的阶段性、早期趋势异常和临震异常均出现在震中附近地区、异常的空间展布不对称性等。分析了前兆场的时空强特征、前兆异常机理、孕震过程及场源关系。指出,大同－－阳高地震是受华北区域应力场控制,在ＮＥＥ向主压应力作用下,ＮＮＥ向断层发生右旋走滑错动,Ｎ     

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。