文安51級地震前錦州地震臺及其子臺沈家臺的地震資料分析

文安51級地震前錦州地震臺及其子臺沈家臺的地震資料分析

0個體地震觀測點及孕生風險觀測點的變化根據(jù)各種預測數(shù)據(jù)的地震預處理異常變化，有時間和振幅的變化，打破了正常周期變化的現(xiàn)象。其實這些變化正是地震個體成因及孕生在每個觀測點的體現(xiàn)。針對前兆異常時間進程特征進行綜合分析,是有應用價值的一種綜合分析預報方法,可以期望得到有關(guān)地震強度及發(fā)震時間的綜合判據(jù),本文系統(tǒng)地展示了文安5.1級地震前錦州地震臺及其子臺沈家臺的各種前兆異?，F(xiàn)象。1區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造及地質(zhì)意義本文涉及的前兆資料來自于錦州地震臺及其子臺沈家臺,現(xiàn)將它們的臺址情況介紹如下:錦州地震臺位于華北塊斷區(qū)北部的遼西斷塊起伏帶上,北部為松遼斷陷,東部為下遼河-遼東灣斷陷。臺址位于其次一級構(gòu)造,即阜新-錦州拗陷閭山隆起的交接部位,即閭山隆起帶一側(cè)。從整體地質(zhì)構(gòu)造看錦州臺北面有近東西赤開大斷裂,東面有近南北郯廬大斷裂帶。錦州臺附近地區(qū)有4條活動斷裂:即大凌河活動斷裂;錦西-錦縣活動斷裂;錦州-女兒河活動斷裂;義縣-錦州活動斷裂,近些年朝陽、義縣、北鎮(zhèn)等地時有小震活動。沈家臺溫泉井觀測點位于錦州臺北西40km處,是錦州臺子臺,觀測井性質(zhì)為自流,Ⅰ號井深155m,Ⅱ號井深17m,水溫元件埋深140m。觀測項目有:水氡、氣壓、水位、動水位、流量等。2附加應力積累地震的形成:應力積累是先導,伴隨物質(zhì)變形是現(xiàn)象,造成構(gòu)造斷裂斷層位移是結(jié)果。一個地震的發(fā)展、孕育、發(fā)生過程,都有其個體運行特征,由于運動在某些區(qū)域遇到阻力形成了附加應力積累,這些應力積累受到區(qū)域地質(zhì)條件的制約。所以在每一個地震孕生的過程中都以所處的個體條件發(fā)展運行,其變化在源區(qū)與源外區(qū)都會體現(xiàn)個體孕生特征,由于地表形成信息通向各個觀測點的路徑不同,所以也就是確定了每個觀測點記錄到的地震前兆異常的多樣性。見文中各圖。2.1地震反應的約束地震預報的各種觀測手段均在彈性地球表面進行。這些觀測資料都受地球潮汐變形的影響,在強化各種觀測資料精度過程中必須顧及這種影響。另一方面,反映地球彈性變形特征的潮汐信號本身又可能負載有地震信息。2006年6月至7月體應變整點值觀測曲線,從6月28日18時起至24時止出現(xiàn)潮汐畸變及其波幅變化,波長縮短,而29日波幅出現(xiàn)脈沖,而后波幅縮短持續(xù)有6天時間,從波幅和波長間距縮短出現(xiàn)了不正常現(xiàn)象,突出了文安5.1級臨震前兆異常特征,見圖1d。2.2角形上升區(qū)間2003年6月至7月體應變?nèi)站登€,從6月28日出現(xiàn)了三角形上升區(qū)間,持續(xù)4天時間而后恢復正常。平靜3天后發(fā)生了文安5.1級地震,實際異常上升19.1×10-9應變量,量級變化比較突出,屬于文安5.1級地震前短臨前兆異常,見圖1c。2.3剩余殘差檢測非潮汐分析方法,即從觀測資料中濾去潮汐成分,從剩余部分中研究地震前兆異常。從觀測數(shù)據(jù)減掉日均值曲線,是剩余殘差,從中可以看到剩余殘差量對于均值的離散成度,如果其變化量在2倍均方差內(nèi)變化,說明離散成度正常。如果超出2倍均方差,說明剩余殘差有異常存在。從6-7月日均值差值曲線中看到6月28日至7月1日出現(xiàn)9.7超差量級,超差程度相當于均方差的一半,3天后發(fā)生了文安5.1級地震,見圖1a。2.4心理噪聲隨機噪聲序列的動態(tài)非潮汐分析,即消除其中的潮汐成分,求出非潮汐成分隨時間的變化。高頻曲線是排除了零漂干擾與周期干擾的剩余高頻殘量,它屬于隨機噪聲序列。其有色噪聲是穩(wěn)態(tài)均勻的服從正態(tài)分布,而在零線擺動的密集型脈沖,非有色噪聲其均值不是在零線的高頻曲線。高頻曲線6月28日至7月1日超出2倍均方差有4處,出現(xiàn)正弦變化形態(tài),脈沖偏離中心線,見圖1b。2.5地震評論員中體應變的變化因為6月29日05時至30日08時共降雨112.0mm,錦州臺水位6月30日06時上升變化量為399.6mm,然而體應變?nèi)站?月29日0時突發(fā)變化量為19.1×10-9應變量。體應變變化與降雨時間提前了5個小時,6月29日21時體應變達到最高值。體應變最高值與水位最高值變化時間提前了10個小時。以往體應變受降雨干擾滯后最低是(1~2)天后體應變數(shù)據(jù)產(chǎn)生變動,從時間差上看,可以確定體應變變化是地震前兆異常的原因之一。從體應變變化量與降雨量上看,也不是降雨干擾,以往做過的降雨干擾與體應變變化量統(tǒng)計工作,在降雨干擾季節(jié):通過干擾實驗可以估算測試系統(tǒng)的干擾量級。每降雨10mm相當體應變上升10×10-9應變量。降雨112.0mm,那么體應變應該上升120×10-9應變量,然而體應變6月29日上升了19.1×10-9應變量,所以從變化量級上看,相差太多,所以確定體應變突變異常,是地震前兆異常的原因之二。水位突變與達到最高值將近7天時間,從最高值平穩(wěn)下降。而體應變的突變達到最高值轉(zhuǎn)折下降至以前水平,只有3天時間。體應變變化與水位變化出現(xiàn)了時間長與短的差別,以往體應變受降雨干擾是突變上升后,稍有下降而后保持上升水平變化發(fā)展,沒有突然下降到原變化前的現(xiàn)象。所以這些差別是確定體應變突變是文安5.1級地震短臨前兆異常原因之三。見圖1。2.6異常的水位2.6.1實際水位上升方面,應力附加作用導致部分水位上升,實際降水主要表現(xiàn)為5.2據(jù)錦州氣象臺觀測,6月29日05時00分至23時59分降雨量為82.0mm,6月30日00時至08時降雨量為30.0mm,32小時總降雨量為112.0mm,而實際水位上升為152.2mm,其中上升的40.2mm,應看作是文安5.1級地震前應力附加作用造成部分水位上升,見圖2。2.6.2月915日最大降低段是一般多項式分段曲線擬合值沈家臺2號井水位從6月9日至6月30日日均值曲線出現(xiàn)一個21天的下降區(qū)段。從一般多項式分段曲線擬合值曲線看到一個明顯的下降區(qū)段。從一般多項式分段曲線擬合值差曲線看,6月9~15日有個下降超差過程。從三條曲線分析,水位變化不受降雨干擾,而是受地下附加張力變化的影響導致水位下降。見圖3。2.7壓力異常氣壓是體應變輔助觀測項目,儀器工作穩(wěn)定,數(shù)據(jù)連續(xù)可靠,其分辨率優(yōu)于0.1hpa,氣壓年變周期明顯,服從冬高夏低的運行軌跡。2.7.1地下熱流沖擊氮氣2006年6月1日氣壓日均值曲線由1007.5hpa開始下降到最低值988.5hpa,9日至13日從最低值反升到1002.0hpa的轉(zhuǎn)折變化過程,體現(xiàn)出一個大的下降變化區(qū)間。說明地下有一種熱流沖擊氣壓變化。這種氣流溫度高于氣壓正常變化,造成氣壓突然下降。從二階差分求加速度值曲線中看出明顯的上下超差異常,所以本人認為氣壓存在文安5.1級地震短期前兆異常見圖4。6月29與7月24日氣壓超差應為降雨干擾,因為6月29日30日共降雨112.0mm,7月24日降雨40.0mm。氣壓變化規(guī)律是冷升熱降的變化過程,這是氣壓數(shù)據(jù)變化原則,分析必須從原則入手,找出變化根源,得到正確結(jié)論,明確氣壓變化是文安5.1級地震前兆異常。2.7.2日確定的日煤氣日均值數(shù)據(jù)沈家臺氣壓觀測多年,儀器工作穩(wěn)定,存在年周期變化,屬于冬高夏低的周期變化規(guī)律,數(shù)據(jù)連續(xù)可靠,工作正常。2006年6月30日氣壓日均值數(shù)據(jù)觀測受到一種熱氣流的沖擊,造成觀測數(shù)值急劇下降,從3日至13日形成一個V型下降區(qū),由988.6hpa降至970.6hpa下降量級為18.0hpa。從氣壓日均值與一般多項值工分段曲線擬合值差分圖中可見上下超差異常。20天后發(fā)生了文安5.1級地震,地震20天后可見擬合值差分曲線超差調(diào)整過程。從8月份日均值曲線與擬合值分曲線中可見正常變化時段,見圖5。2.8階差分求速度值超差現(xiàn)象突出水溫儀下到1號井140m深處,水溫有逐漸上升漂移變化,但就是變化量級很小,另外很少受到干擾。測量精度≥1×10-3℃。在2006年6月16日水溫日均值突然下降了55×10-5℃,而后數(shù)據(jù)緩慢上升。從一階差分求速度值曲線中看出超差現(xiàn)象非常突出。超差相當于2倍均方差的1倍。這可能是文安5.1級地震孕育過程中產(chǎn)生的一種帶有一定溫度的氣流的沖擊,才會使140m深井水溫產(chǎn)生變化。不然就無法解釋水溫變化的根源,見圖6。2.9氡氣溢出過程中的空氣情況從水氡日均值曲線看6月初開始出現(xiàn)下降趨勢,到7月10日,形成了一個完整的下降區(qū)間,長達40天的變化過程。說明在觀測點地區(qū)受到一種張應力附加運動過程才會減少氡氣溢出。從5點曲線性平滑濾波值之差曲線看到6月8~15日出現(xiàn)上下超出2倍均方差異常。從水氡多條曲線看不到受降雨干擾和水位上升的干擾。所以可以確定文安5.1級地震前水氡觀測是存在區(qū)域性下降異常和前兆異常的。見圖7。3.0階差分曲線沈家臺動水位是測量1號井自流變化的,動水位從2006年6月初開始下降,出現(xiàn)上下擺動較大的變化過程。從一階差分曲線從6月13日至21日出現(xiàn)上下超差的變化,說明剩余殘差值偏離中心線較大。(見圖8)3地震學場的協(xié)調(diào)性一個中強地震的形成必然有其應力來源與應力積累過程,也就是每一個地震個體形成都有其運行機制,如果一次地震各學科前兆異常都有存在地表孕育過程,它們在物理上應該有一定的聯(lián)系,物理場、化學場應該能夠彼此協(xié)調(diào)。這里所說的協(xié)調(diào)性,用一個簡單的數(shù)學概念表示,就是將各測項對等相異?？闯梢粋€集合,取這些集合的交集,這些交集部分就是協(xié)