华安汰内温泉水化学及水氡映震特征与预测效能检验评估

在对福建华安汰内温泉水文地球化学特征分析的基础上,以1987年以来该温泉的水氡观测资料为研究对象,分析其变化形态和影响因素,结合期间台湾地区发生的多次7级以上强震,研究水氡的异常变化特征,并利用Molchan图表法对其预测效能进行检验和评估。结果显示：该温泉水化学类型为HCO₃·SO₄-Na,表明经历了较长的补给路径且具有一定的深层水信息;该温泉水氡呈现夏高冬低的年变动态,与观测水位和气温呈正相关性;在台湾多次7级以上强震前水氡呈现明显的趋势高值异常,地震多发生在水氡高值异常结束或转折时;Molchan图表法检验结果显示该温泉水氡异常与台湾7级以上强震具有较好的相关性,地震主要发生在在异常出现后180 d内,以中短期异常特征为主。通过对华安汰内温泉水氡的异常特征及预测效能评估研究,有助于对台湾及其周围的震情跟踪分析。     

基于Molchan图表法的新疆流体资料预报效能检验

通过三组具有代表性的数据(新04泉氢气原始数据、 新10泉水氡趋势提取数据、 新43泉气氡差分数据)检验实例, 介绍了如何用Molchan图表法进行检验和分析。 基于Molchan图表法对新疆地区地下流体预报效能评估等级较高的测项进行检验, 不仅可以直观地反应预报效能, 对观测资料进行评估, 又能对异常进行定量分析, 得到最佳阈值所对应的异常识别指标, 并在此基础上, 提取相对应的地震预测预报指标。 结果显示, 新疆地区地下流体各测项对于不同构造带上的地震预报效能各不相同, 分布在乌鲁木齐附近及天山以北地区的测项, 对北天山发生的地震预报效能较好, 多数测项优势对应时间段为短期, 说明短期预测效果较好。     

漾濞6.4级地震前后大理地区温泉水化学组分特征分析

2021 年 6 月 21 日在云南省大理白族自治州漾濞县发生 M6.4 级地震。通过对大理地区主要断裂带温泉水化学组分每季度定期取样观测,分析该区地下水的化学类型、成因及其与地震活动的关系。测定、分析结果显示:洱源温泉属于 HCO₃· SO₄-Na 型水,白总旗温泉属于 HCO₃· Cl-Na 型水,高芹、剑川、永胜、漕涧温泉均属于HCO₃-Na 型水;温泉水氡水汞背景值高,具有一定的区域性;洱源,弥渡,剑川温泉可能受大理地区广泛分布的石炭—二叠系海相沉积灰岩影响,显示较高的 HCO₃^-、Ca²⁺含量;漾濞 6.4级地震前后区域内温泉水的 Cl^-、SO₄^2-、水汞、水氡含量有明显变化,白总旗温泉Cl^-,永胜、洱源温泉SO₄^2-以及高芹温泉水汞含量在漾濞6.4级地震前明显上升,震后含量显著下降,温泉水温和...     

云南会泽井水位地震预测效能检验及其机理分析

云南会泽井水位在几次中强地震前均出现了显著的异常变化,表明该井水位对其周边的中强地震具有较好的映震效果。本文利用Molchan图表法对会泽井水位的预测效能进行了定量检验,并对其水位上升异常机理进行了分析探讨。Molchan图表法检验结果显示:会泽井水位异常的整体预测效能较好,对地震发生的时间和地点具有一定的指示意义;地震对应优势预测时间段为3个月以内,优势预测地区为川滇菱形地块以东区域。此外,会泽井处于地块边界带上的断裂交会部位,对与震源过程相关的区域构造活动响应较为灵敏,具有较好的预测效能。      

新疆库尔勒断层氢气浓度的影响因素及其地震预测的潜在效能评价

以库尔勒断层H_2观测数据为研究对象,通过计算气压、气温与断层H_2浓度间的相关系数,分析了断层H_2浓度动态变化的影响因素,并利用Molchan图表法对断层H_2浓度映震效能进行检验,进而定量化地提取预测指标。结果显示:(1)气压和温度对库尔勒断层H_2浓度的变化有影响,表现为气压与断层H_2浓度呈正相关,相关系数为0.6735,温度与断层H_2浓度呈负相关,相关系数为-0.4262,气压对断层H_2浓度变化影响较大,温度影响较小;(2)Molchan图表法的库尔勒断层H_2浓度变化与地震间关系的检验结果反映出该测点断层H_2浓度映震效果较好,且地震预测优势对应时段为2个月内,最佳阈值为0.3392×10~(-6),该值可作为库尔勒断层H_2浓度在相对应的时间段内地震活动异常的判别指标,为震情判定提供参考依据。     

判识水氡地震前兆的方法——以甘肃清水温泉水氡异常为例

地震前兆异常性质的准确判断是提高地震预测水平的前提。 据国内外相关统计, 真正具有地震预测意义的地震前兆异常数量十分有限。 因此, 厘清震前异常与地震的关系对今后异常识别意义重大。 2017年8月8日九寨沟M_S7.0地震前4个月, 甘肃清水温泉水氡出现大幅波动异常变化。 为了判断这次异常与九寨沟地震的关系, 在异常持续期间, 通过抽水实验、 水化学组分以及氢氧同位素组成分析, 并结合九寨沟地震发震构造以及其他前兆异常空间分布特征, 对水氡异常成因机理进行了深入分析。 结果表明: 对于水氡与水位的变化关系, 实验与实际观测结果一致, 都呈正相关变化; 实验中水氡变化幅度与实际观测的相当; 水化学组分以及氢氧同位素测试结果显示清水温泉水氡异常期间, 来自地壳深部的流体并未增加; 清水温泉区其他前兆没有出现明显的短期异常变化; 在空间上清水温泉与九寨沟地震震源区被两条深大断裂隔开。 因此, 清水温泉水氡大幅异常变化并非九寨沟地震的短期前兆异常, 而是企业抽水开始时间、 持续时间以及用水量不固定引起的。 该实例为地震前流体前兆异常性质的准确判定提供了更为可靠的方法和思路。     

中长期地震危险性概率预测中的统计检验方法Ⅰ:Molchan图表法

对中长期地震危险性概率预测结果的统计检验是地震预测预报的重要研究内容,采用通用的统计检验方法是促进地震预测理论、模型"无障碍"交流和发展的必要条件.本文通过对青藏高原东北缘地区PI算法和RI算法回溯性预测结果统计检验的实例,介绍了如何运用CSEP计划中已常规采用的Molchan图表法进行地震概率预测统计检验和分析,并分...     

四川理塘水温强震前异常变化特征及效能检验

1976年以来,四川理塘温泉水温观测积累了大量的观测资料及异常变化信息。通过对理塘温泉周边7级以上地震前理塘水温原始观测值出现的显著变化进行总结,发现理塘温泉水温在多次7级以上地震前均出现了大幅度破年变下降,下降变化幅度超过5℃,持续低值状态时间超过半年。同时,利用Molchan图表法计算理塘水温的原始观测值、一阶差分原始值及绝对值、去趋势差分值、滑动值,并对经验模式和Dobrovolsky地震能量模型所选取的2个地震目录分别进行了检验和分析,计算时间占有率、预测效能和概率增益等参数。结果显示,由于经验模式条目少于Dobrovolsky地震能量模型所筛选的条目,计算出的预报效能整体高于Dobrovolsky地震能量模型,而其中一阶差分原始值及绝对值检验结果较好,其差分绝对值在阈值为4.89℃时的预报效能为0.6,证明理塘水温短时间内温度大幅变化与周边地震存在对应关系,该阈值也较为接近经验预报的相关阈值。     

龙门山断裂带温泉水文地球化学特征

对地震活动强烈地区进行水文地球化学监测可以很好地获取与地震相关的深部流体地球化学信息。通过研究龙门山断裂带及其周围13个温泉及观测井的水文地球化学特征,建立该断裂带温泉水文循环模型,揭示其水化学变化与地震活动的关系。结果表明:(1)龙门山断裂带温泉水主要来自其周围0.8～3.2 km高山的大气降水;(2)温泉水化学类型沿龙门山断裂从北到南、从西到东依次为重碳酸型、硫酸型、氯化物型,温泉水的循环深度、水岩反应程度及微量元素富集因子不断增加;(3)在汶川M_S8.0地震、芦山M_S7.0地震发生后,震中距200 km以内的温泉的离子组分呈下降趋势,这可能是在震后愈合过程中,龙门山断裂内部渗透性减弱、水岩反应程度衰减所致。     

利用混合概率预测模型分析华北地区地震活动特征

在可操作的地震预测研究过程中,构建效能可评价、符合区域地震活动特点的预测模型是至关重要的。以地震活动频发、地质结构复杂的华北地区为研究对象,选择相对强度模型、力矩比模型和简单平滑模型等3种地震概率预测模型,利用1970—2019年华北地区3.0级以上地震数据,以10 a为异常学习时段,以1 a为步长,分别开展1 a、3 a和5 a尺度下5.0级以上地震的回溯性滑动预测研究。通过Molchan图表法和T-test检验方法,对预测模型进行效能评估,优化了模型参数,确定了3种预测模型的最佳计算参数,构建了适合华北地区地震活动特点的不同时间尺度混合概率预测模型,并使用近10 a的地震分析了华北地区当前的地震活动特征。     

鄂尔多斯地块北缘b值的时空特征及其地震预测效能分析

使用中国地震台网1970—2017年地震目录,在评估目录完整性和删除余震的基础上,使用最大似然法对鄂尔多斯地块北缘进行b值时空扫描. 扫描结果显示,鄂尔多斯地块北缘的低b值区域主要分布于阿拉善和晋冀蒙地区,低b值区域的空间分布随时间呈现一定变化. 低b值区域与中强地震存在一定的对应关系,对14次震例的回溯性检验显示,其中10次地震发生在低b值区域及其边缘. 使用Molchan图表法和R值评分法对b值时空扫描结果进行预测效能检验,以低于阈值的区域为预测区域,计算不同阈值的漏报率、报准率和时空占有率。Molchan图表法检验结果显示,本文所使用的b值时空扫描方法的预测效果优于泊松分布,最优结果的概率增益达到2,显著性水平达到0.25. R值曲线显示,当阈值为0.8时,达到最高R值0.28,并达到97.5%置信水平.      

临夏水位高值异常分析及预报效能检验

针对临夏1号和2号井2018～2019年的高值异常,通过对观测干扰因素分析、地下水类型定量诊断及水化学组分和同位素分析,认为此次异常为2019年夏河5.7级地震前兆异常.通过震例分析和Molchan图表检验法检验分析给出其预报效能,结果表明其优势对应地震时间段为4个月左右,4～6个月的中短期的预报效能最佳,且其异常特征...     

大凉山断裂带温泉水文地球化学特征

2010—2021年对大凉山断裂带10个温泉开展采样,测定了15个水样中的常量元素和氢氧同位素,进行温泉水文地球化学特征研究,建立了温泉水文地球化学循环模型。研究结果表明：(1)δD、δ¹⁸O的测量值分别为-86.8%～-100.54%和-11.7%～-13.7%,分布于大气降水线附近,表明大凉山断裂带温泉水主要为大气降水补给,其补给高程为2.1～2.5 km;(2)温泉水化学类型主要有HCO₃-Ca·Mg、SO₄·HCO₃-Ca·Mg、HCO₃-Ca、HCO₃-Na·Ca、HCO₃-Na和SO₄·HCO₃-Ca;(3)主量元素来自碳酸盐矿物和硅酸盐矿物的水-岩反应;(4)Na-K-Mg三角图表明该区温泉水样均为未成熟水;(5)运用硅-焓模型图解法得到该区热储温度为105.9℃～203℃,冷水混入比例约为68%～86%,其循环深度为1.9～3.9 km;(6)循环深度越深,地震活动性越强。     

山西及邻区加卸载响应比时空特征及其预测效能分析

以山西及邻区M≥4地震为研究对象,通过优化地磁加卸载响应比阈值、预测时间及预测范围等参数,使用R值及Molchan图表法对加卸载响应比全时空扫描结果进行效能评估检验。以台站周边固定范围为预测区域,计算不同阈值的漏报率及报准率,R值曲线显示,当阈值为3.0时达到最高,R值为0.3,并超过97.5%置信水平;Molchan图表结果显示检验效果也较好,最优概率增益达到2.5,显著性水平达到0.1。本文验证了地磁加卸载响应比在山西及邻区的适用性,给出了最佳预报参数,以期为震情跟踪工作提供依据。     

云南硫磺洞温泉水文地球化学特征和成因分析

以云南巧家硫磺洞温泉为研究对象,开展水化学类型、温泉水循环特征和成因研究,并对其监测地震前兆的适宜性进行研究。结果显示:该温泉的水化学类型为HCO_3·SO_4-Ca·Mg型,主要为海拔2 200～2 300 m的大气降水入渗补给,热储温度约为210℃,循环深度为4 742.5 m,且与该地区地震震源深度优势面基本吻合。硫磺洞温泉的成因为大气降水入渗经过深循环后沿逆冲型大包厂断裂流出地表而形成,硫磺洞温泉对该地区地震发生起着重要的影响作用。分析认为,大包厂断层地震活动性较强,且温泉循环深度较深,适宜进行地震前兆地球化学观测。     

温泉热储温度对断裂的弱化作用及其对地震活动性的影响

利用SiO2地热温标的混合模式, 计算了红河断裂带北段14个温泉的热储温度, 并根据温泉热储温度和温泉密度的特征, 把红河断裂带北段进一步划分为4个亚段。从水对断裂弱化作用的角度, 讨论了水的弱化作用对地震活动的影响, 认为各亚段水对断裂弱化作用的强度的不同, 是引起各亚段地震活动差异的重要原因。热储温高、温泉密集的洱源亚段相当于滑移区;而热储温度较低。温泉较少的剑川亚段和弥渡亚段及温泉稀少的大理亚段则相当于闭锁区,认为大理亚段是孕育强震的最危险地区, 洱源亚段孕育强震的可能性很小。      

鲜水河断裂南段温泉水文地球化学特征

以鲜水河断裂带南段(康定—摩西断裂带)出露的26个温泉的水化学组分为研究对象,通过多元统计分析和地热温标方法,探讨了研究区断裂带不同部位温泉的水化学特征及热储温度的差异。结果表明:①研究区不同区域的温泉可被分为4组,除B组为HCO_3-Na-K型水外,A,C,D组均为HCO_3-Na型水;②对热储温度的计算结果表明,研究区中部的热储温度高于南北两侧,地热活动性的强弱与地震活动性之间在空间上存在一定的关联性。     

2020年新疆于田MS6.4地震温泉水文地球化学异常特征研究

2020年6月26日新疆于田县发生M_S6.4地震, 地震发生前后对震中80 km内的两个温泉在2019年9月至2020年10月的水文地球化学的变化特征进行了研究, 结果表明: ①温泉水的来源为其周围昆仑山的冰川融水, ②克孜勒沙衣温泉补给高程6 km, 水化学类型为Na-HCO₃、 部分平衡水、 温泉循环深度达到1.7 km左右, 其主要气体组分为N₂, 幔源氦占10.6%。 ③乌什开布隆温泉补给高程为3.1 km, Ca·Na-HCO₃·SO₄型, 未成熟水, 可能与浅层冷水发生了混合作用, 循环深度仅达到0.5 km, 该温泉的水化学组分对周围的地震活动有明显的异常响应, 伽师M_S6.4地震前, 区域应力的不断加载使断裂带内裂隙发生明显变化, 从而温泉流体行为发生变化, 使乌什开布隆温泉的离子浓度小幅度上升, 且Cl^-含量在于田M_S6.4地震后16天突增。 因此, 对乌什开布隆温泉及克孜勒沙衣温泉的流体地球化学特征进行连续监测, 可以为未来阿尔金断裂及西昆仑断裂的交会区地震危险性提供有效判断指标。     

嘉峪关地震台地电阻率资料地震预测效能检验

1 研究背景 目前,国际上"地震可预测性合作研究"正在开展不同地震预测模型与不同统计检验方法、"最佳"模型构建方面的实验研究,并取得了阶段性成果,其中蒋长胜等(2011)通过对统计检验方法中的Molchan图表( Molchan,1990)进行研究,认为利用该方法可客观和科学地进行地震预测评估,还能解决固定研究区域内地震时间预测问题,并给出相应的概率解释.     

中长期地震预测中的PI算法改进研究及应用

图像信息学PI(Pattern Informatics)算法是一种基于统计物理学的地震预测新方法, 近年来得到了较大发展。 本文探索把此方法与地震活动性网格点密集值方法相结合, 并尝试用于华北地区中长期地震预测。 在预测中, 使用1970—2011年M_L≥3.0区域地震目录, 针对M_S≥5.0预测“目标震级”, 采用15年尺度的地震目录滑动时间窗, 均为3年尺度的地震活动“异常学习”时段和“预测时间窗”, 结合一定时空及震级范围内地震的数量和震中分布因素, 进行地震危险性概率计算。 对该方法的预测效果使用Molchan图表法进行统计检验。 结果表明, 此方法在某些方面优于PI算法, 且在地震趋势分析和中长期预测方面有较好的应用潜力。