大同－阳高地震前静乐井水位记震能力的异常及其意义

本文系统分析了大同６．１级地震前静乐井水位记震能力增强的异常现象，并依此为基础结合国内有关资料，初步提出了利用井水位记震能力的异常变化进行中期强震危险性判断的方法，讨论了建立这种方法的科学依据。     

井水位长周期事件记录及其机理的讨论

选择了几口具有代表性的观测井, 并对这些井孔在强震前记录到长周期波现象的特征进行了分析。从理论上对地震前的长周期事件给出了较为合理的解释, 认为地震前一些敏感井水位长周期事件可能反映了断层蠕动、静地震与慢地震、断裂的预扩展和地震成核等。井— 含水层系统像一个长周期地震仪, 它为记录到有价值的前兆低频波提供了最佳的频率响应范围。     

井水位前驱波与气压、 风、 降雨及强震关系的分析

对山西朔州井与静乐井水位前驱波与气压、 风、 降雨及强震关系进行定量、 半定量统计分析的结果表明, 前驱波引起的井水位变幅与气压引起的井水位的水位变幅不一致, 前驱波的周期与气压、 风、 降雨周期不匹配, 出现的时间不同步, 形态差异也很大, 与短时间集中降雨也无明显的对应关系。 前驱波与强震之间存在较好的对应关系, 对应率在50%左右。 井水位前驱波现象不是气压、 风、 降雨等干扰因素的短期突变所造成的, 可能反映了大震前震源内部信息。     

山西带基于地震对应相关谱的多参数综合方法的应用研究

应用基于地震对应相关谱的多参数滑动极值相关度方法对山西地震带及邻区进行时间和空间扫描计算,定量识别和提取该区中强地震前的综合异常时空特征。时间扫描结果显示绝大多数目标地震前均有高值异常出现;空间扫描结果表明中强地震前1年左右震区及其附近区域多参数滑动极值平均概率出现高值异常现象,且异常区域逐渐扩大增强,地震多发生在异常区域内或者附近。中强地震发生后高值异常区逐渐缩小,震后1~2年异常区域基本消失;若高值异常区仍持续发展,可能是后续中强地震的异常反映。     

亚失稳态野外观测证据

2010年1月24日,山西省河津市发生了M_S 4.8级地震,在此之前,山西临汾地震台VP型宽频带倾斜仪2009年的观测数据清晰地记录到与实验室岩石破裂失稳过程类似的图像:4-7月观测数据以准线性变化为主;8月出现偏离线性的非线性变化;10月达到峰值点之后开始缓慢下降,此阶段即亚失稳阶段;12月出现加速下降;12月21日转平。转平之后35 d距离观测台站89 km处的河津市即发生了M_S 4.8级地震。在准线性阶段(岩石破裂实验的应力积累阶段),发震断层及附近的Benioff应变曲线也出现同步加速现象。这表明临汾地震台VP型宽频带倾斜仪所记录的亚失稳态现象是来自震源的信息。实验室观测到的亚失稳现象可在野外观测数据中得以验证。     

水氡滑动变化率法对发震时间的预测检验

1989年以来,在华北地区先后发生了山西大同-阳高6.1级、5.8级,河北张北6.2级地震,震前山西省地震台站的水氡存在一些趋势异常,根据"九五"研究成果,采用水氡的滑动变化率值,可以比较完整、直观地反映出强震前水氡异常的时间演化特征.根据水氡的滑动变化率的演化与发震时间之间存在的某些统计关系,对强震的发震时间可做出中短期(1 a尺度)的预测.     

河北张北地震前山西定襄水氡静乐水位的异常特征

根据山西省定襄台水氡、静乐井水位存在的高值趋势异常特征,对河北省张北６．２级地震做出了较好的中期预测,分析认为,山西流体的高值趋势异常反映了华北地震带区域应力场的增强过程。     

基于数值模拟与含水层垂向应力反演的静乐井水位异常分析

利用数值模拟与含水层垂向应力反演的方法,对降雨与河流荷载作用下静乐井区应力进行定量计算,并从区域应力场与同一构造区其他前兆测项变化特征对2种方法计算结果进行分析。数值模拟结果显示,降雨与河流荷载的共同作用使静乐井所在区域产生的最大垂向位移约为0.7mm,最大垂向应力约为30hPa;同时段静乐井-含水层垂向应力反演结果显示静乐井-含水层最大垂向应力约为79hPa;数值模拟与静乐井-含水层垂向应力反演结果均表明,静乐井水位高值异常与同时段降雨量增多、河流荷载效应增强关系密切,但2种结果存在一定差异。通过可反映井区应力场变化特征的山西地震带3级地震缺震和b值、穿过静乐井的GPS基线、地震矩释放、同一构造单元同时段其他前兆测项与静乐井水位高值异常对比等分析结果可知,2017年静乐井水位高值异常期间井区应力场存在显著异常,推测静乐井水位高值异常除受降雨与河流荷载作用的影响外,也可能受构造活动增强的影响。     

井水位前驱波普遍性问题的探讨

以山西、河北、内蒙等地5口映震能力较强的地下水位观测井为研究对象,对井水位前驱波普遍性问题进行了探讨.结果表明,强震井水位前驱波现象较为普遍,其比例可达65.1％(41/63);相同地震不同观测井前驱波特征各不相同,同一观测井在不同地震前的特征也各异,这可能与不同观测井具有不同的井-含水层结构以及不同地震前有着不同的震源参数有关;与单井水震波相比,震前有前驱波记录的次数略低于水震波,其比例在39.7％～50.7％之间;震前有前驱波记录的观测井占研究区观测井总数的比例可达66.7％.