震磁效应研究及进展

系统地介绍了目前人们对于压磁效应、感应磁效应、流变磁效应、电动磁效应、热磁效应及岩石破裂过程中的电磁效应机理的认识、研究进展以及利用震磁效应激发的地磁异常从地磁场的长期和短期变化中提取地震前兆的方法。在此基础上,提出了对震磁效应进一步研究的建议,强调应从加强地磁台网观测、改进震磁效应的实验及引入提取震磁异常新的方法3方面加强震磁效应的研究,更好地发挥地磁观测在地震监测预报中的作用。     

美国的震磁观测与研究

美国地质调查局(USGS)与各有关大学,在美国西部、特别在圣安德列斯断层及其临近地区布设了包括地磁在内的地球物理观测网,用以监测该地区的地震活动。地磁观测资料的分析结果显示:5.2~7.3级地震,在离震中3~50 km的观测点与台站上,得到地磁总强度的变化异常幅度为0.3~6 nT。震磁研究结果表明:某些地震存在震磁前兆信息,因此震磁效应的观测研究是探索地震预测的一种手段。深入分析了2004年9月28日帕克菲尔德6.0级地震前后7个台站的地磁数据,结果表明:该地震的同震震磁效应为-0.4~0.3 nT,这是由压磁机制引起的;而该地震较长时间的震磁异常为-5.0~1.0 nT,该异常与局部地质构造及其活动、应力变化状况、地下介质的电磁性质等因素有关。     

密云水库的构造磁实验

为探讨水库地区的构造磁效应,在密云水库周围布设了221个测点,测点间距为2——5km,测点离水库堤岸的距离为几十米至15km不等,使用G-816型与G-826型质子旋进磁力仪,在1983——1987年期间,每季度观测一次地磁场总强度.地磁与密云水库蓄水的资料分析得到,地磁变化与水库的水位变化、水容量变化的关系系数分别为-(0.280.22)nT/m与-(0.350.31)10-8nT/m3,表明地磁变化与该水库蓄水变化有着较强的负相关.这种较强的负相关可能是密云水库地区地下较强磁性岩石的压磁效应的反映.由于水库构造磁实验是地震磁现象的较好模拟,因此,根据实验结果可以相信,在地震活动区布设加密的高精度地磁观测,是能够捕捉到震磁前兆信息的.      

地下核爆炸前后的地磁观测及其结果

为研究震磁效应,在我国西部地下核试验现场布设了17个测点,于1983年9-10月间进行了地磁总强度的观测.资料分析结果表明,在离地下核爆炸点3.8——140km 范围内,各测点地磁总强度的差值变化在地下核爆炸前后存在异常,最大异常约为1.9nT;而且该异常与各测点至地下核爆炸点的距离具有一定的关系.在地下核爆炸时刻,存在2-3nT 地磁总强度的异常变化.这一结果对震磁关系与地磁预报地震的探索研究具有一定的参考意义.      

震磁效应与地震预报相关性探索

应用人工爆炸地震,农田抽水试验,地震地磁测量以及航磁△Ta资料反演成果,探索震磁关系。结果发现：（1）地磁场强度短周期变化数量不等;（2）实际观测的前兆磁异常比实验室测试的数据偏大。表明地震前兆异常不仅存在,而且这种地磁短周期变化是由多种物理效应叠加的结果。作者认为,在应力、应变等因素确定的条件下,温度的影响是构成震磁效应的重要因素,因此研究地壳磁性结构及磁性层底介面即居里等温面的空间分布特征,对潜在震源区的判定是有意义的。     

关于压磁效应和膨胀磁效应

在简化条件下, 估计了压磁效应的可能量级.由此推知, 在非磁异常区, 地震前后的磁场变化不一定是压磁效应引起的.压磁效应不是震磁关系的唯一机制.按照渗滤电流理论推出的公式表明, 由地下水渗滤作用引起的所谓膨胀磁效应也是很小的.只有渗滤区足够大, 地下水剧烈运动, 才有可能观测到膨胀磁效应.      

泾阳Ms4.8地震磁效应的高阶统计量方法研究

以陕西关中地区泾阳、乾陵、周至3个地磁台站的地磁场垂直分量(Z)日均值及3个台站地磁场垂直分量变化与1998年1月5日泾阳Ms4．8地震之间关系为基础,探讨利用高阶统计量分析方法提取与地震活动相关的震磁信息。结果表明,在震前3个月,3个台站的三阶矩(三阶累积量)异常变化幅度在10～20,四阶矩异常幅度在120以上,最高达到260,四阶累积量异常幅度在80～105,与加卸载响应比法结果对比发现,高阶统计量方法在突出震前中长期地磁异常方面具有一定的优越性,提出在震磁效应统计分析研究中引入高阶统计量方法的必要性及其在地震预报中的潜力和良好前景。     

探索地震前兆的地磁观测研究

1976年7月28日,河北唐山发生了强烈的唐山地震(M=7.8)。唐山地震前后积累了大量的地磁资料。分析结果表明,唐山地震之前存在地磁场长期、短期与短周期变化的异常。这意味着强烈地震可能伴随相当丰富的震磁信息,地磁方法在中期、短期地震预报中具有良好的应用前景。 为探索震磁前兆,我们做了几个构造磁实验。实验结果显示,地磁变化与密云水库水位变化的关系系数为-(0.28±0.22)nT/m;对于地下核试验,爆炸前后的地磁变化约为1—2nT,在爆炸时刻约为2—3nT。根据实验结果,震磁前兆信息是可以观测到的。 利用我国所观测到的震磁现象资料,综合分析了地磁前兆时间、异常幅度、震中距与地震震级之间的关系。这些关系有助于地磁方法预报地震的研究。     

岩石流变磁效应：震磁效应的一种可能机理

对于有代表性的八种岩石样品进行单轴压力实验,并着重于在载荷维持恒定及载荷刚一卸除的两个时间段内,观测岩石剩余磁化强度,应变,声发射等物理量随时间的变化。结果表明,参与实验的大部分样品剩余磁化强度在恒载期间仍有变化,且都保持与恒载前变化趋势一致,同时应变也有与恒载前相同趋势的变化。另外,在恒载结束、应力降至零后的最初阶段,剩磁及应变亦仍有变化。作者认为,以上现象是岩石流变性质的反映。对于无震期间地磁场变化以及大震前后地磁场的长期缓慢变化,都有过许多报导,用岩石压磁效应似不足以解释其中某些数量颇大的变化。与岩石流变性质相联系的磁效应,是另一种值得注意的可能机理。     

北京磁测预报地震效能分析

北京磁测预报地震是以压磁理论与感应磁效应为物理基础的,应用差值比较、图象演变、快谱幅比、统计参量等方法,分析地磁资料,研究震磁前兆信息,开展地震监测预报工作。以１９９２￣１９９７年期间书面的预报意见为依据,分析了地震预报效能,结果表明,北京磁测的地震监测预报有一定的实际效果与积极作用,今后应当加强震磁前兆的观测研究。