水氡异常的水动力学机制

在水氡异常机制研究中，人们以往都强调岩石力学机制，即孕震过程中岩石微破裂产生氡射气。然而，大量的震例表明，水氡异常可出现在孕震早期，可见于距震中较远的井中，那里的与那时的含水层岩石很难处在微破裂状态。因此，笔者提出水氡异常的水动力学机制，即在较低的应力水平下含水岩体的变形与其水动力状态的变化引起水氡异常的机制     

强震水位前兆场异常特征及其物理解释

研究了孕震过程中孔隙岩石的变形与岩石孔隙压变化之间的关系以及孕震过程中孔隙压时空变化图像，揭示了地下水位前兆场的时空变化特征及其物理机制。结果表明：①岩石变形过程中孔隙压力的变化是引起地下水位升降的主要因素；②地下水位前兆场的变化具有阶段性；③震源区最早出现膨胀变形，也是孔隙压变化幅度最大的地区，因此地下水位趋势性异常最早出现，也最为集中；④地下水位异常的典型形态为上升趋势下降加速下降或转折上升发震，中短期异常以加速下降为主。     

松潘—平武地震前震中以北地区泉点水氡含量异常的特征及其引起原因

本文叙述了松潘一平武1976年7.2级地震前水氡含量的异常特征.指出震中区松潘及以北地区(360公里范围内)一些泉点水氡出现长达5年左右的趋势性升高异常和短期临震异常,并试图对异常引起的原因作初步讨论.认为震中及其周围地区构造应变的缓慢积累是引起水氡大范围、长时间趋势性升高的原因.岩体微破裂的产生使地下水中氡含量急剧升高.除此之外,地壳块体间加剧的垂直升降运动,使泉水补给来源发生变化,也是引起水氡短期异常的主要原因之一.      

水氡异常能带来较远处的信息吗

观测地下水中氡含量的变化,作为地震予报的一种前兆手 段,已得到地震学界越来越多的人重视.继一九六六年苏联塔什干地震发现震前地下水中氧含量有明显的升高后,我国近些年发生的强震,也证实了震前地下水中的氡含量,不但有趋势性异常,而且有短期的突跳异常.国内利用人工爆破的机会,观测爆破后短时间内地下水中氡含量的变化,得到明显的脉冲式的异常效应.岩石样品的加压实验,样品中若含铀钍矿物较多,样品破裂逸出较多的氡气,数值可达样品未破裂前的几倍.作抽水、注水、注浓度较高的含氡水试验,观测水中氡含量的变化,得到明显的对应关系.上述事实说明,地下水中氡含量的变化,可以敏感地反映介质应力状态的变化.同时地下水状态的变化,也可以影响其氡含量的变化.     

岩石标本受压时氡和钍射气量的实验结果

本文叙述继续过去已进行的工作[1],对岩石标本在实验室内加压,观测其氡和钍的射气量.所用实验装置与过去基本相同. 实验结果仍说明地下水中氡含量的变化作为地震的一种前兆现象是与岩石破裂有关,但局部地区的破裂过程、岩性等有差异,可使地震前后氡含量异常变化呈现多种状态.      

1976年唐山地震前水氡含量变化的模糊识别和前兆异常的特性分析

本文利用地震前兆的模糊描述和模糊识别方法处理了唐山地震前我国50余眼井孔的水氡含量变化资料。结果表明:(1)从属函数曲线比原始观测值曲线更易判别前兆异常;(2)通过模糊从属函数计算,增强了对异常可靠性的识别能力。得到以下几点认识:(1)临震前兆,在距震中50公里范围内反映不明显,而在主震破裂方向的东北端和西南端有高异常区;(2)邢台地区的水氡含量异常在震前的同步增强表明邢台地区是华北的一个“应力窗口”;(3)震前水氡含量变化与应力变化呈一致性;(4)通过比较泉水及自流井的水氡异常与浅井中水氡异常,认为震前水氡含量变化是深部应力作用的结果。     

岷县漳县6.6级地震前天水花牛水氡异常可靠性研究

2013年岷县漳县6.6级地震前甘肃天水花牛的水氡出现了与汶川8.0级地震极为相似的异常变化并在震前已被重点跟踪.为了对花牛水氡2013年出现的异常与岷县漳县地震的关系给出合理的判断,本文分析了花牛水氡正常的趋势背景和年变化形态,给出了正常背景和异常变化的判别指标;分析了花牛水氡的主要影响因素,认为气温是花牛水氡出现年变的主要因素,日降雨量达到一定量级才能引起水氡的短暂变化;着重从水氡测值的可靠性、影响因素的不一致性、多学科前兆变化的协调性、异常的重现性、异常与岷县地震的时空相关性等方面对2013年4月以来的异常进行了详细的分析和论证.研究结果可以判定,2013年4月以来天水花牛水氡出现的异常作为岷县漳县6.6级地震的异常是可信并可靠的.     

云南龙陵邦腊掌温泉水氡映震特征分析

对龙陵邦腊掌温泉测点自1976年观测以来,在100 km范围内发生的Ms≥5级地震和300 km范围内发生的Ms≥6级地震前的温泉水氡含量变化进行了分析,总结其映震特征。研究结果表明,邦腊掌温泉水氡含量变化对发生在龙陵—瑞丽断裂和大盈江断裂及其附近Ms≥5级地震映震效果较好,震前观测到的水氡含量变化具有共性特征。发生在龙陵—瑞丽断裂及其附近Ms≥5级地震前异常表现为水氡含量下降、流量增大、水温升高,且以短期异常为主。2008年以来发生在大盈江断裂及其附近Ms≥5级地震前异常表现为水氡含量上升,流量和水温在均值附近波动。水氡长趋势低值异常出现时则指示周边有Ms≥6级强震发生,强震主要分布于缅甸、孟连—中缅交界、思茅—普洱、永胜—楚雄一带。     

数字化测逸出氡替代模拟测水氡的理论与实践

模拟测水氡方法已有40年历史, 氡浓度异常变化预测地震取得了较好的效果, 在地震短临预报中发挥了重要作用。80年代中期, 人们逐渐认识到自流井中逸出气氡的信息量和异常量远远大于溶解氡, 随即开始对逸出气氡的微动态进行研究, 并在“九五”期间研制出目前国内功能、技术性能指标最佳的数字化测氡仪。然而数字化观测逸出氡能否代替模拟观测水氡存在不同意见, 通过理论上的分析和观测气氡实际震例的研究, 阐明模拟测水氡和测逸出氡的差异和一致性, 认为有逸出氡的井、泉测逸出氡完全可以代替模拟测水氡, 其效果更佳。     

利用大样本岩石破裂实验模拟扩容-扩散孕震模式的某些结果(一)s

用采自现场的500 mm500 mm1 000 mm的天然灰岩,在注水条件下模拟扩容-扩散(D-D)孕震模式,并以多种监测手段追踪受载岩石样品从变形、微裂到大破裂全过程有关的物理场的时空演化特征．分析视电阻率结果表明:① 受载岩石从微裂到大破裂全过程与电阻率前兆的时空演化进程基本吻合;② 电阻率前兆的时间进程具有阶段性,空间分布具有差异性;③ 岩石大破裂前观测到明显的趋势异常和短期前兆,并发现部分似可被确认为临震异常的电阻率前兆．电阻率的变化和分布特征似乎显示了与岩石样品受载过程的膨胀现象有某种内在联系．但未找到岩石膨胀的直接证据．最后,从理论上探讨了受载岩石样品电阻率变化的机理．      

云南强震地下流体源兆特征研究

区分"源兆"与"场兆",系地震预测探索中的重要课题。根据云南4组6级以上地震的地下流体前兆异常资料,系统分析了强震源兆的流体前兆异常特征。结果表明,在6级多强震的源兆区,即震中距100 km范围内,异常项目计有水位、水温、水氡、水汞及气汞;以中期、短期异常为主,临震异常很少;源兆异常台站和台项的比例均高于场兆。这些流体源兆特征的认识,可为利用流体异常判断地震危险区提供一定依据。     

华北地区地下流体中期和转折型短期异常成因分析

结合观测井孔的水文地质条件、大气降水资料 ,深入剖析了华北地区水位、水氡的中期和转折型短期异常变化的直接原因 ,认为水位异常是由于降水量的增大与减少造成的 ,其形成机制主要为降水渗入补给 ;水氡异常的形成原因主要为降水渗入 -混合机制。进而提出“深浅构造的互动作用” ,用以解释流体异常与地震的关系 ,其论点是 :降水、地下水变化可诱发 (活化 )浅层的构造变动 ,而浅层构造活动又引发深部构造活动和地震的发生 ;反之 ,深部构造的活动和地震的孕育 ,使浅层岩石的应力增强 ,在降水、地下水的诱发作用下 ,可导致浅层的构造活动。降水引起的地下水异常是一种广义的地震前兆     

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。     

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     

1990年共和7.0级地震水化学前兆场特征

研究了１９９０年４月２６日共和７．０级地震的水化学前兆场特征．结果表明：在震源区水化学趋势性异常所占的比例大,远离震源区所占的比例小,且有逐渐减小的趋势;在震源区水化学趋势性异常起始的时间早,远离震源区异常起始的时间晚,趋势异常的形态均为逐渐升高．研究认为,水化学前兆场的形成与区域应力场有关,但与震源应力场关系密切,而且起主导作用的可能是震源应力场     

唐山地震前后水氡变化率动态图象的特征分析

讨论了唐山地震前后水氡变化率动态图象的时空演化特征．用水氡月均值的变化率做参量,绘制每月的变化率平面等值线图,得到水氡的变化率动态图象．研究表明,唐山地震前震中周围出现水氡变化率≥０．０６的异常特征区．异常特征区的面积具有“扩展—收缩”的特点,并显示出阶段性．     

1990年共和7.0级地震水化学前兆场特征

The features of Hydrochemical precursory field before the Gonghe M_S7.0 earthquake on April 20,1990 are studied.The results show that proportion of hydrochemistry observation sites in which trend anomalies appear to all sites in focal region of the earthquake is higher than that far away from the focal region and the proportion reduces gradually as the epicentral distance increases.In the focal area the trend anomalies in which radon content in groundwater goes up gradually emerge earlier than far away from foci.The formation of hydrochemical precursory field has something to do with regional stress field,but has closer relation with focal stress field.Focal stress field may play a main role in the precursory process.     

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M_S7.0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.     

张家口矾山泉水氡资料变化特征分析

深入研究了矾山泉水氡资料的趋势变化和年变化特征,对水氡与气温的正相关特性进行了分析,并对该泉水氡资料的映震能力作了统计分析。结果表明,矾山泉水氡资料从长期到中短期的异常变化与本区的中强地震活动有较好的对应关系,根据中短期异常可作出6个月以内中等地震发生的概率为68.70%。     

强地震前水汽中长期异常变化特征研究

以川西及其邻近地区为例,研究了在强震孕育中长期阶段水汽含量的时空动态特征。通过对2008年汶川8.0级地震、1976年松潘强震群和2010年玉树7.1级地震的分析,发现在川西及其邻近地区的强地震孕育过程中,水汽含量异常频度会出现先下降,然后快速上升的现象。下降开始时间较早,出现在震前10a以上,持续9a以上,属中长期异常信息;而快速上升则发生在震前4a内,属中短期异常表现。地震前水汽含量异常的原因可能是由于岩层中裂隙、孔隙的开合、地下流体的运动和地热能的变化,影响地面温度和潜热交换的分布所致。