水文地球化学方法预报地震的可能性与有效性

本文通过对水化观测技术、测试仪器、观测点的环境条件及干扰因素、预报地震效能、水化异常机理等方面作较深入系统的清理研究,总结了16年来我国水化地震监测预报工作的经验教训。 大量的实际资料表明,地震前后,地下水气体—化学组分出现明显变化,地壳运动和地壳应力应变引起的深层及浅层的地球化学信息,有可能通过地下水迅速传到地表。地震水文地球化学前兆信息的提取,扩大了用传统的地球物理方法探索地震信息的领域。利用水文地球化学方法进行地震预报在各个方面都取得了进展,但是由于水化组分变化受多种因素的控制,特别是现有观测系统方面存在的弱点和局限性,当前的观测预报仍然处于较低水平。文中对存在问题及今后攻关方向进行了讨论。     

与地震有关的水文及地球化学变化

简要回顾了几十年来对地震发生前、地震过程中和震后地下流体和地球化学变化的研究和成果,这些研究一般都是以探索地震预报可能性为目的的。论述了与地震有关的地下水文及地球化学变化的机理,这些地下流体(包括地下水和气体诸如氢、氧和惰性气体)的起源和迁移流动现象以及详细介绍了早期和近代对有关地震的地下流体和地球化学变化的观测成果。同时指出了对地下流体和地球化学作为地震前兆来观测研究的困难所在以及为了克服这些困难而应该采取的地震前兆观测研究的方向,例如多种手段和多种原理方法,开发有效的地球物理和地球化学模型以及适当的数据分析统计方法等。     

地下水、地球化学观测的地震和地震预报研究目标

前　言自从日本文部省测地学审议会１９７５年提出“部分修改第３次地震预报计划”的建议以来,地下水、地球化学方法正式纳入地震预报计划已历时２０多年。这也是对地震的认识一成不变地开展地下水、地球化学观测的日本的历史。在地震预报研究中,虽然曾检测出许多地震前的异常现象,但并没有明显增加对其机制的认识。本文基于这种现状,提出地震（预报）研究中开展地下水、地球化学观测的目标。地下水和地球化学观测,研究中的最大弱点是在理论方面。由于缺乏联系地震发生机制与地下水、地球化学异常的理论,所以怎么也跳不出现象论的框框…     

应用地球化学进行地震预报研究的现状

一、引言地震化学是一从地球化学的角度解释地震现象的科学领域。其主要研究课题是与地震预报直接相关的研究。然而,与大地构造学和固体地球动力学有关的地球化学研究,在提高对地震现象的基础知识方面也是至关重要的。有关地球内的逸气现象和断层活动性的研究,以及与地震密切相关的火山活动的研究等也在蓬勃开展。不仅在陆地上进行研究和观测,海域和地下深部的研究也是不可缺少的。目前,在这个领域中,正为积累以检测前兆现象为目的的观测数据和开发新的观测技术而努力。本文列举出地球化学观测中观测时间最长、观测点最多的地下水氡观测,就其观测数据的特性、前兆变化的实例和在检测异常变     

中强震前后泉水中砷含量变化特征及其在地震预报中应用的可行性研究

作者在滇西红河断裂带北段布设了5个泉点,开展了砷含量变化的观测研究。通过近三年的观测,发现泉水中砷含量的变化能较好地反映该地区的中强地震活动,地震前泉水中砷含量明显增高。以澜沧7.6级地震为例,讨论了地震前后地下水中砷含量的异常特征及异常机理,并对其在地震预报中应用的可行性进行了论证。     

中强震前后泉水中砷含量变化特征及其在地震预报中应用的可行性研究

作者在滇西红河断裂带北段布设了5个泉点,开展了砷含量变化的观测研究。通过近三年的观测,发现泉水中砷含量的变化能较好地反映该地区的中强地震活动,地震前泉水中砷含量明显增高。以澜沧7.6级地震为例,讨论了地震前后地下水中砷含量的异常特征及异常机理,并对其在地震预报中应用的可行性进行了论证。     

深部特征组合锂,锶与地震活动关系的研究

地震水化前兆是发生在地壳内诸多地球化学过程并通过化学指标反映的现象之一。通过对地下水中锂，锶的动态观测及其资料的分析研究，探索其水文地球化学特征及动态变化影响因素，从而阐明其动态变化与地震活动的关系，结果表明，锂，锶作为地下水中深部特征组分，对地震预报有着十分积极意义。     

测氡仪的标定及K值使用中存在的一些问题

观测地下水中氡含量的变化是水文地球化学方法监测预报地震的重要手段之一,也是探索地震孕育、发生的重要窗口。乌鲁木齐流体综合台采用FD-125型测氡仪观测地下水中氡含量的变化进行地震监测预报研究已进行了20多年。在水氡观测中,为保证观测资料的准确可靠,每年都要对测氡仪进行标定。标定得出的K值是测氡仪闪烁室的标准系数,对水氡测值起着纠正偏差的作用。从多年的标定工作和观测资料来看,     

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.     

地下水位动态机理浅析

地下水位动态机理的研究,历来是一个重要的水文地质课题。因为它既研究影响地下水位动态的各要素,又可揭示参与水循环各要素的数量关系。所以,研究地下水位动态机理无疑对研究地下水运动、变化规律及地下水的形成有十分重要的意义。地下水位正常动态机理已在传统水文地质学中有不少论述。而地震地下水位异常变化机理,近年来才在地震系统有些讨论。本文除对地下水位正常动态机理做简单概述外,以观测预报的实践为出发点,在前人工作的基础上,重点对地震地下水位异常变化机理做粗浅分析和探讨。     

乌鸦嘴泉水氡动态异常与恒春海域强震的关系

排除了乌鸦嘴泉水氡测项可能存在的影响因素,结合该泉氟离子和华安汰内井、泉州四至井水氡先后出现的异常,论证了2004年秋至2006年冬福州乌鸦嘴泉水氡存在的年动态畸变异常的可靠性,认为该异常可能是2006年12月26日台湾恒春海域M 7.2地震的中长期前兆异常,并结合历史资料,分析恒春海域强震前福州乌鸦嘴泉水氡的变化特点.从几个测点的水氡先后出现长达1～2年的年动态畸变异常,认为在关注水氡的短期或短临异常的同时不能忽略其中长期的异常变化.     

河北涿鹿矾山水氡映震能力探讨

介绍了河北涿鹿矾山泉所处的地质构造环境、水文地质条件和水质类型等,对该泉近30年来的原始水氡观测数据进行了处理,对矾山水氡的干扰因素及映震能力进行了分析。结果表明:自1975年水氡观测以来,水氡一直保持夏高冬低的规律,虽因季节性排水有一定影响,但年变形态受干扰较小,在唐山7.8级地震和张家口地区个别中等地震前有一定异常反映,但对20世纪80年代后发生在张家口地区及邻近区域的中强地震反映不明显。     

大同地震水氡动态图像的前兆异常特征

采用“九五”攻关提出的水氡动态图像分析方法,对二次大同５．８级地震水氡前兆异常的时空演化特征进行分析研究。简介了大同地震水氡动态图像的生成方法。研究表明,地震前震源区及周围出现水氡变化率≥０．０６的异常特征区,异常区的时间演化与地震具有“扩展－急剧扩震－地震－持续扩展－地震－收缩”的关系,且与多种异常发展的中期,中短期和短临阶段相对应,异常区的空间分布演化与震中,地质构造和地热等有密切关系。表明动     

河北怀来3井水氡正常动态和干扰因素探讨

研究了河北怀来3井的水氡正常年变特征，分析了距井孔40m远的热水井抽水与怀来3井水温、流量的相互关系。结果表明，1995年以后水氡年变化转变为夏高冬低型，其原因主要是受热水井抽水影响。抽水导致流量减小、水温降低和氡值下降；停止抽水后，流量、水温和氡值回升。     

岩石破裂与氡含量变化关系的实验研究

为探索氡含量的变化能否视作地震前兆,作者进行了岩石破裂与氡含量变化关系的模拟实验。实验结果表明,可以认为岩石破裂是引起地震之前氡含量异常的原因之一。文末,根据实验结果对在地震区某些实际观测中的问题进行了初步讨论。     

静宁东峡泉水氡资料年动态及映震能力的评价

静宁东峡泉水氡昌１９８７年投入观测的。资料连续可靠,１９９０－１９９７年连续在全省地台资料评比中被评为Ⅰ类观测资料。用计算机对该泉多年资料进行处理后,有一个完整的夏高冬低的正弓形年动态图像,而且与历年观测值的多次拟合函数有较好的显性。     

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．     

滇东北地区地震弱活动前兆异常特征研究

以鲁甸M_S6.5地震震中附近的鲁甸大坪子泉水氡、 水质观测资料为基础, 通过对其地震前后的异常特征进行差异性对比, 分析认为震前地震活动丛集, 水氡、 水质异常持续时间较长, 幅度较大, 表现为破年变异常现象; 震后为小震群弱活动, 水氡、 水质异常幅度相对较小, 持续时间较短, 多次出现同步转折, 表现为介质弱化区的前兆异常特征。 从水样测试结果, GNSS位移观测资料、 GPS时间序列曲线及地震活动性等方面分析了鲁甸水氡、 水质的异常机理, 认为鲁甸的水质离子组分群体异常, 与区域的变形活动有关, 局部应力的不断积累, 加剧了地下深部物质活动及构造活动; 近期的同步转折现象属于介质弱化区应力调整状态下的前兆异常。     

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。     

强震前水氡异常台站时空分布非均匀性变化特征

研究了华北地区６级左右强震前水氡观测值异常的时空非均匀分布变化特征。结果表明,在强震前水氡观测异常台站的空间分布非均匀性发生显变化,Ｃｖ值明显的和蔼同过程。这说明,强震前短临地震前兆异常空间分布的非均匀性增强,变得更加不均匀,这可能邮地壳应力场的增强过程。