检测震磁效应的地磁台要建在强磁区

用地磁观测预报地震,在国内外研究历史颇长,彼此都在积累资料,同时对地磁预报地震的物理机制,也提出了不同的假说。其中压磁效应说目前比较流行,实验表明,对岩石施加应力,岩石磁化率或剩余磁化强度发生改变,从各种角度证明由压磁效应而产生的震磁异常数量级是不大的。     

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。     

岩石剩余磁化强度的应力效应

为模拟构造应力对岩石剩余磁化强度的影响,本研究对六种不同类型的44块岩样进行了应力实验,发现岩石天然剩磁随应力的变化规律比迄今所估计的要复杂得多.作者指出,这些变化可归属于三种类型:在弱不可逆的Ⅰ型效应中,剩磁随应力呈现规则的减小,应力解除后剩磁部分恢复;而在强不可逆的Ⅱ型效应中,应力去除后剩磁大部不恢复;在Ⅲ型效应中,剩磁随应力呈极不规律的变化.进一步的岩石磁学分析表明,不同应力效应的重要原因,在于天然剩磁中的粘滞剩磁的比例不同,微观上取决于磁性矿物成分及其磁畴状态等因素.因此,不能用单一的岩石压磁模式来解释地震压磁效应,须考虑各震源区的不同岩石组成.      

唐山地震与震磁效应的最佳观测

根据作者与Hastie和Stacey提出的三维压磁效应模式计算方法,围绕1976年唐山大地震,计算了七种不同断层模式的压磁效应,比较了在不同磁纬处,走向滑动断层的不同走向、倾角和埋深在地面上所引起的压磁异常场。结果表明,震磁效应的可观测性同地震的破裂机制有着紧密的关系。断层倾角45——60对应着最佳观测条件,其压磁异常峰值可高达12nT;在最差观测条件时压磁异常量几乎无法测出,这时断层位于磁纬0处,或走向为E-W,或埋深为10公里左右。在大多数模式中,垂直分量的异常略大于总强度异常,但在磁赤道附近可高达三倍左右。对唐山大地震的计算表明,压磁异常量约3——4nT,其异常大于1nT区域的线性尺度与断层长度之比仅为1.04——1.10。由于压磁场是地震过程的一种弱效应场,目前使用仪器的观测精度不够和磁测点的震中距过大,可能是未测出该地震明显的磁异常的原因。      

单轴应力作用下两种不同方法研究岩石磁化率变化的结果

本文介绍了对北京——唐山地区八种强磁性岩石标本的压磁实验结果,观察了它们在高压应力下,直至破坏前后的磁化率变化特征。发现磁化率的变化只是其应力值的函数,与体积变化过程、微裂膨胀过程关系甚微。磁化率的压力系数取值范围为——(0.4——3.0)10-3MPa-1。同时,本文还得到了标本中出现破裂后岩石的压磁曲线。 运用铁磁学理论,对上述压磁实验结果作了初步的分析解释。      

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.      

单轴压力下岩石磁化率的变化

利用感应法测定了北京、唐山地区五类强磁性火成岩在单轴压力下的压磁曲线。实验发现,曲线可划分为两个形态不同的阶段。在加压的初始阶段,压磁曲线表现为上升;尔后,几乎以不变的速率直线下降。曲线形态与岩样的种类、循环次数有一定的关系。压磁系数变化范围为-(0.9—3.0)×10~(-4)cm~2kg。从加压开始到岩石破坏,磁化率一般下降20—30%。还发现,磁化率的变化与岩样的体膨胀关系不太明显。运用铁磁学中的磁畴理论对上述压磁曲线作了初步的解释。     

世界超深井岩心物理性质的温压实验结果综述（1）

综述了独联体乌克兰地盾中部克里沃罗日铁矿盆地上超深井岩以标本的电学性质和磁学性质的温压实验。（１）研究了岩石电阻率（ρ）和介电常数（ε）以及它们的和向异性系数与矿和成分，湿度，矿化度，温度，压力以及温压作用因素之间的关系；（２）研究了岩石的矫顽磁力，磁化率，天然剩余磁化率和饱和剩余磁化率及它们的稳定性与成分，结果，温度，压力以及温压同时作用因素之间的关系，（３）岩石电阻率和介电常数是构造灵敏度参数     

地震预测方法Ⅲ:固体潮与地震

本文从分析研究固体潮与地震发生的相关性的物理机制出发,探讨了用观测固体潮的方法来预测地震发生的可能性.首先,根据地震发生的物理力学过程,给出了地震产生所需要的应力应变条件.实验室岩石力学实验结果和地震应力的观测以及计算结果给出,完整地壳岩石的强度界于10~103 MPa之间,断层介质的强度界于1~10~2 MPa之间.其次,将固体潮所引起的全球地壳变形在某个活动断裂带附近产生的形变值与地震触发的应变值进行对比,讨论了固体潮触发地震的可能性.计算分析表明:固体潮在地表对应的应变在10~(-8)的量级,对岩石介质所引起的应力最高可以达到1.6×10~(-2)MPa量级,这样的载荷水平不足以引发地震.最后,本文结合固体潮观测资料表明,地震活动性与固体潮的周期性变化无明显相关性,固体潮对于临震前的含有活动断裂的岩体在某个方向发生地震可能有触发作用,但是由于这种触发作用与地震发震的时间、地点和震级关系的不确定性,从而无法用来作为地震预测的方法.     

应力作用对岩石磁性的影响

应力作用对岩石磁性的影响对于地震磁效应、磁性构造学、下地壳与上地幔物质磁性结构及陨石磁学研究等具有潜在的意义.本文对上世纪50年代以来,有关应力作用下,岩石(或磁性矿物)的磁化率及其各向异性、剩磁、磁滞特征和磁性(高温、低温)转换点等磁性特性的变化特征及影响岩石磁性对应力作用响应特性的主要因素进行了系统地总结.结果表明...     

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。     

从岩石力学性质讨论监测地应力变化问题

安欧同志在《地震战线》1980年第6期中发表了“台站压磁应力仪原理质疑”(以下简称“质疑”)一文。该文对于提醒人们注意安装应力仪时的岩石完整性来说是有意义的。事实上,大部份台站在安装应力仪时已经注意到了这一点,而且,由于安装深度一般在100米左右,所以围压很小,也不存在安欧同志在“岩石在不同温度下的形变蠕变和滞后”[《地震地质》2(4),1980,21—26]一文中所说的温度影响问题。     

龙门山构造带WFSD-2钻孔岩心磁化率特征及其对大地震活动的响应

岩石磁化率特征可以帮助判断岩石的形成环境,对地震过程中滑动摩擦伴随高温的物理-化学变化具有显著反应.本研究以钻穿龙门山中段构造带的汶川地震断裂科学钻探2号孔(WFSD-2)岩心为研究对象,使用Bartington MS2K磁化率仪对500~2283.56 m深度的岩心进行高分辨率无损磁化率测试,并结合岩性特征和显微结构探讨了龙门山构造带主要岩石单元的磁化率特征及其地震断裂活动的磁学响应.磁化率测试结果表明,由花岗岩和火山碎屑岩组成的彭灌杂岩体的磁化率值(数十到数千个10~(-6)SI)普遍高于上三叠统须家河组沉积岩的磁化率值(数个到数十个10~(-6)SI).从WFSD-2岩性分布来看,彭灌杂岩上下出露四段,其磁化率值特征反映它们属于不同的岩石单元,它们与下伏须家河组地层呈断层接触,构成叠瓦状构造,指示了龙门山构造带具有强烈的地壳缩短作用.断裂带中处于滑动带的断层泥和假玄武玻璃具有高磁化率特征,而断层角砾岩和碎裂岩不具有高磁化率值特征,表明断层岩磁化率增高的原因可能主要与地震断裂滑动摩擦过程中高温作用下发生的磁性矿物转换有关,断层岩中高磁化率异常可作为大地震活动的证据.WFSD-2岩心中的映秀—北川断裂带(600~960 m)可识别出约80条高磁化率异常的断层岩带,揭示映秀—北川断裂带是一条长期活动的断裂带,龙门山构造带形成演化过程中伴随着大地震活动.     

广西主要断裂带中小地震震源参数研究

选取广西数字地震台网记录到的2007~2013年广西主要断裂带2.0≤ML≤5.0地震事件,在已求得本地区非弹性衰减系数和台站场地响应的基础上,计算得到90个位于主要断裂带及附近的中小地震震源参数,并分析研究其相互间的标度关系和应力降空间分布特征。研究结果表明:广西主要断裂带上的中小地震的地震矩在1.10×1012~1.20×1015N·m之间,应力降在0.032~15.44MPa之间,震源半径在87~510 m之间;地震矩、应力降均与近震震级存在正相关,地震矩与震源半径存在正相关,拐角频率与地震矩存在负相关;应力降值主要分布在1~10 MPa之间,占58%,主要分布百色—合浦断裂中段以及与桂林—南宁断裂交汇区域。Δσ1.0 MPa(低应力降)的地震占37%,主要分布在桂西北地区。Δσ≥10 MPa(高应力降)地震主要分布在桂东南且历史上曾经发生过5级以上地震的原震区及附近,反映了原震区及其附近仍具有高应力背景。     

北京房山岩体的磁组构特征及其 对岩体侵位的约束

岩浆岩的磁组构与岩浆流动、侵位时应力和冷凝后遭受后期构造改造作用有关.本文分析了北京房山岩体东山口-凤凰亭剖面岩石磁化率各向异性(AMS)变化.热磁曲线和磁滞回线分析显示,岩石的主要载磁矿物为多畴磁铁矿颗粒.AMS磁化率椭球体呈压扁状,磁面理发育且产状陡倾,磁化率各向异性度P值平均值高达1.189.自边缘相(东山口)到中心相(凤凰亭),岩石磁化率椭球的扁率E值和形状因子T值逐渐减小,说明磁组构主要反映岩浆流动和岩体侵位时近NNE-SSW方向的挤压作用,在侵位冷凝后并没有遭受到明显的构造改造.     

四川盆地及其西部边缘震区视磁化强度分布与孕震环境的研究

在对四川盆地及其西部边缘震区航磁资料进行分析研究的基础上，依据频率域磁化强度反演方法和程序对航磁异常进行了数据处理，求取了研究区内视磁化强度的水平分布。反演结果反映出盆地西部边缘震区视磁化强度与川中地区有明显的差异。通过分析认为造成震区岩石视磁化强度偏低，主要是由于岩性、构造应力、温度诸方面的因素造成的。本文就视磁化强度分布结合深部构造特征，对盆地西部边缘震区地壳的弱磁性成因及地震的孕育环境进行了讨论。     

南海北部陆区岩石磁化率的矿物学研究

基于2517套现场测量资料,245块岩石样品的体积磁化率测量和详细的岩矿鉴定及硅酸盐全分析结果,结合单矿物磁化率特征及各岩石之间的对比研究,发现岩石磁化率主要受组成岩石的矿物磁化率控制.即岩石磁化率(κr)与组成岩石各个矿物磁化率(κ1)及其体积含量(C2)成正比.例如侵入岩磁化率,κr=-5.68×102Cq+2.8...     

邢台5.3级地震前峰峰地震台体应变反映特征

由国家地震局地壳应力研究所研制并在峰峰矿务局地震台安装的一台体积应变仪,使用两年多来资料连续,稳定、清晰,观测精度已达到4×10~(-9)量级。1985年11月30日邢台5.3级地震前50天记录到一个3×10~(-7)量级的压性应变,震前4个多小时又记录到一个1.5×10~(-8)量级的压性应变阶。这可能反映了这次地震前应力的积累和释放过程,对研究地震的孕育和发生是一个很难得的重要资料。     

鲁科一井上白垩统沉积岩岩石磁学和天然剩磁分析:兼论利用剩磁方向恢复钻孔岩芯原始方位的可行性

本文对"鲁科一井"(CCSD-LK-Ⅰ)768.9~1112.3m之间的上白垩统沉积岩样品进行了岩石磁学、磁化率各向异性(AMS)以及天然剩磁组分的研究.在此基础上,分析了利用特征剩磁(ChRM)和黏滞剩磁(VRM)方向恢复岩芯原始方位的可行性.三轴等温剩磁热退磁曲线、磁滞回线、反向场退磁曲线、一阶反转曲线等岩石磁学测量结果表明,沉积岩的主要载磁矿物为磁铁矿和赤铁矿.335块样品的AMS测量结果表明磁化率椭球主轴的最大轴K1和中间轴K2与水平面夹角较小,最小轴K3接近垂直于水平面分布,说明沉积岩保留了原始沉积磁组构特征.系统热退磁实验表明,多数样品在25~350℃和500~690℃温度段分别获得VRM和ChRM分量.利用ChRM偏角方向,并考虑构造旋转量校正,对VRM偏角方向进行恢复,Fisher统计得到DVRM=-1.3°,IVRM=59.6°,与当地现代地磁场方向(D=-6.7°,I=53.9°)基本一致.用ChRM偏角方向对磁化率主轴K1偏角方向进行校正,校正的结果为:D_(ch_K1)=349.2°,I_(ch_K1)=-0.7°.本文研究结果对于地质勘探中利用古地磁学方法恢复钻孔岩芯原始方位具有一定参考意义.     

印度戈伊纳地震的震源参数

在印度西南部有一个从戈伊纳水库向南延伸30km的地震带。在过去的34年里,已经记录到了150多个M≥4的地震和10个M≥5的地震。在1993年8月到1994年12月期间,在新蓄水的瓦尔纳水库区突然发生了一系列地震。震中区在戈伊纳大坝南25km处,两个水库之间,但离新水库近。在1994年,国家地球物理研究所在戈伊纳-瓦尔纳水库地区布设了数字地震仪观测系统。其目的是研究该地区发生地震的物理过程,3个地震台从1994年10月到1995年6月记录到了193个M=1.5～4.7的地震,用它们的横波波谱资料估算了震源参数。对1.5～4.7级的地震作波谱分析之后求得地震矩范围为10~(11)～10~(16)N·m,震源半径范围为94～538m,应力降范围为0.03～19MPa。由观测结果知M≥3地震与2MPa以上的大应力降有关。大能量释放(通过多次M≥3的地震)和高应力降的地震多发生在0～1km和5～10km这个深度范围。1～4km这个深度发生地震的次数少,且应力降也低。这种大能量释放和高应力降现象可能是由于在0～1km这个深度上岩石的低流体静压力条件和5～13km深度上岩石的饱和流体静压力条件下引起的应力高度集中和应力增加。特别值得一提的是,M≥3的高应力降地震,现在很少发生在戈伊纳水库附近,却经常发生在新水库附近。