我国地震地下流体监测现状分析及展望

总结和分析了我国地震地下流体监测站网布局、观测技术、检测技术、台网管理等方面的现状与存在的问题,介绍和讨论了地热观测和数字化地下气体观测新技术新方法探索研究工作进展情况。针对存在的主要问题,结合发展趋势与前沿性的探索工作,以满足未来十年我国地震重点监视防御区震情监视跟踪需求为目标,提出了未来我国地震地下流体监测发展方向...     

藏东南及周边地区地震活动特征研究

藏东南及周边地区是印度板块与欧亚板块动力碰撞的影响区, 该区历史地震活动强烈, 曾发生过1950年墨脱—察隅8.6级和1951年当雄8.0级地震。 本文首先介绍藏东南及周边地区的地质构造背景, 其次通过考察该地区强震活动情况和活动地块边界带相关段落的加卸载响应比(LURR)时序特征, 分析了研究区的强震活动状态。 从历史地震活动看, 安达曼弧地区与喜马拉雅东构造结地区强震活动存在一定的动力关联, 当前研究区域的周边动力环境表现为安达曼弧地区地震活动强烈和东构造结地区的持续平静。 从地震活动图像看, 1980年以来6级以上地震在藏东南及周边地区已经形成空区, 表现类似于1950年墨脱—察隅地震前的空间分布特征。 从活动地块边界带相关段落LURR时序特征看, 喜马拉雅带东段现处于高应力状态, 其次为澜沧江带与三江带。     

基于Wigner-Ville分布的地磁前兆异常提取方法及其在川滇地区的应用

为了能够从强背景场中提取较弱的震磁信息,采用平滑伪Wigner-Ville 分布方法对川滇地区的地磁场Z分量数据开展时频分析。通过研究Z分量滤波后主要周期为2~6 h部分中的不同周期分量变化,发现其中2.4h的周期分量受到外源场影响较大,而4.4h的周期分量在多次显著地震前均出现明显的高值异常。     

川西温泉水温观测及其在芦山MS7.0 地震前的异常现象

在2013年芦山M_S7.0地震震中附近流体观测点进行现场考察的基础上, 本文选择川西地区观测环境较好、 干扰较少的温泉水温观测资料进行回溯性分析. 结果表明, 康定龙头沟和二道桥温泉、 道孚龙普沟温泉、 理塘毛垭温泉、 泸定共和温泉水温在芦山地震前均出现不同程度的异常变化. 其主要表现为, 距离震中较远的理塘毛垭温泉和道孚龙普沟温泉水温在震前2年左右出现中期尺度异常, 距离震中较近的康定龙头沟和二道桥温泉水温在震前3个月内出现短期异常. 通过温泉水化学及δD-δ18O稳定同位素特征分析, 认为这些温泉水具有深循环特征, 能灵敏地反映地壳深部地热及构造变化信息, 是芦山地震前观测到异常的可能原因. 加强对这些温泉点的观测, 对区域地震预测研究具有重要的科学意义和现实意义.      

汶川8．0级地震引起的中国大陆井水位同震响应特征分析

2008年5月12日汶川8．0级地震的发生不仅导致震中及附近地区井水位发生激烈的变化,而且还引起中国大陆大范围的同震水位变化。并且各台站记录到的同震水位变化具有不同的特征类型,从井水位变化的形态来看,井水位同震异常变化主要表现为三种不同的特征类型,即波动型、阶变型和持续缓变型变化。波动型同震水位变化是指,地震发生时井水位在地震波的影响下,     

利用深井地下水位动态研究大华北地区现今构造应力场状态

在水平层状含水层(一维)模式下, 根据含水层应力与井水位变化之间的定量关系表达式, 利用华北地区40多口深井水位动态变化资料, 探索研究华北地区现今构造应力场状态。 即水位上升代表构造应力场压性增强张性减弱; 水位下降代表构造应力场压性减弱张性增强。 初步研究结果表明, 1995~1998年华北北部地区张家口-渤海构造带和山西构造带北部水位普遍上升, M_S5.0以上地震活动频繁; 1999年以后华北地区水位普遍处于下降状态, 反映了华北地区1999年以来构造应力场状态以张性为主, 整个华北地区M_S5.0以上地震活动处于相对平静状态。 该结果可为华北地区地震活动性预测研究提供应力场背景信息。     

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.     

八宝山断层的变形行为与降雨及地下水的关系

利用北京丰台大灰厂观测台站1970——2003年的长期综合观测资料,系统分析了降雨和地下水对北京八宝山断层变形行为的影响. 研究结果表明:当降雨量持续稳定周期性变化,则断层孔隙压也呈稳定周期性变化,断层变形行为也表现出明显的规则周期性变化;当降雨量明显偏低或偏离正常周期性变化,则断层孔隙压周期性消失,断层的变形行为方式也发生改变. 降雨通过改变断层带孔隙压力的变化而影响着八宝山断层的变形行为. 结合该断层已有研究结果,认为降雨和地下水有可能通过改变断层变形行为方式而影响着区域构造应力/应变场的调整. 这一结果将对研究地球浅部流体与固体相互作用提供直接的观测证据.      

云南姚安井2009年10月后水位下降的成因分析

地下水动态的异常变化既有可能是地震前兆异常信息, 也有可能是某种环境干扰所引起, 如降雨和地下水开采等. 如何及时识别并排除环境干扰, 对于成功判定地震前兆异常至关重要. 云南姚安井水位于2009年10月后出现了下降趋势的异常变化, 截止2011年底, 最大下降幅度达3 m. 为分析该井水位异常变化的形成原因, 依据姚安井水文地质环境特征, 建立了相关的数学物理模型, 定量分析了降水量和地下水开采量对该井水位的影响. 分析结果表明, 姚安井2009年后出现的水位大幅下降可能与区域降水量减小导致的地下水开采活动增强有一定的相关性. 文中所采取的异常识别与分析方法, 对今后地下水动态异常识别及前兆信息判定工作具有一定的借鉴意义.      

伪魏格纳-维勒分布在地磁时频分析中的应用

采用伪魏格纳-维勒分布对静日和扰日的地磁场Z分量数据进行时频分析,结果表明周期为6～ 24h的静日变化在静日和扰日的各个台站都存在;而2～6h部分既受外源场影响,也反映了区域信息,表现出感应磁场和地壳磁场的特征.采用平滑伪魏格纳-维勒分布对汶川8.0级地震前各台的Z分量数据进行时频分析,结果显示震中附近的地磁台站在震前记录到了周期约为4.4h的异常信号,其振幅随震中距增大而减小.