河北文安ms51地震校核點(diǎn)分析

河北文安ms51地震校核點(diǎn)分析

1河北文安5.1級(jí)地震前后環(huán)境異常根據(jù)中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)的測(cè)定，2006年7月4日11時(shí)56分，河北省文安縣發(fā)生了m5.1地震。中心位于38.9和116.3之間。北京、天津、河北、山西、山東部分地區(qū)均有不同程度的震感。此次地震是首都圈地區(qū)自1999年11月1日渾源-陽(yáng)原Ms5.6地震后,在Ms≥5.0地震平靜了近7年的背景上發(fā)生的一次中強(qiáng)地震。2000年以來(lái)中國(guó)大陸東部(E105°以東,臺(tái)灣除外)5級(jí)以上地震明顯減弱,特別是華北地區(qū)尤為顯著,而2005年7月25日黑龍江林甸5.1級(jí)地震、2005年11月26日江西九江5.7級(jí)地震及今年3月31日吉林前郭5.0級(jí)地震,顯得中國(guó)大陸東部地區(qū)5級(jí)以上地震有增強(qiáng)的態(tài)勢(shì),這次文安5.1級(jí)地震進(jìn)一步表明華北地區(qū)將進(jìn)入地震活躍期。通過匯總各觀測(cè)方法對(duì)河北文安5.1級(jí)地震的分析1,發(fā)現(xiàn)該地震前華北及首都圈地區(qū)的地下流體、鉆孔應(yīng)力應(yīng)變、跨斷層位移均不同程度地出現(xiàn)了較為顯著的背景異常,也有部分流體測(cè)點(diǎn)出現(xiàn)了短期及短臨異常。這些異常與文安地震關(guān)系如何?特別是震前背景異常如此顯著,一次中等地震明顯與之不匹配。為此本文對(duì)文安地震前兆變化再次進(jìn)行了系統(tǒng)的總結(jié),以指明其變化原因。2地震前異常特征的再現(xiàn)2.1區(qū)域構(gòu)造活動(dòng)與地震活動(dòng)的關(guān)系2003年前后,華北地區(qū)集中出現(xiàn)了部分地下流體、跨斷層位移測(cè)點(diǎn)群體趨勢(shì)轉(zhuǎn)折現(xiàn)象(圖1\,圖2),其轉(zhuǎn)折時(shí)間、數(shù)量、范圍均表明,華北地區(qū)正受某種力的作用,使得區(qū)域構(gòu)造活動(dòng)發(fā)生改變。一般認(rèn)為,區(qū)域構(gòu)造活動(dòng)隨時(shí)間的演變具有動(dòng)力學(xué)意義,區(qū)域構(gòu)造活動(dòng)增強(qiáng)、減弱是地震孕育的標(biāo)志。2005年筆者在文獻(xiàn)中,曾對(duì)首都圈地區(qū)的區(qū)域構(gòu)造活動(dòng)與地震活動(dòng)的關(guān)系進(jìn)行過研究,得出斷層活動(dòng)的強(qiáng)弱是區(qū)域主壓應(yīng)力強(qiáng)弱的表現(xiàn),亦是孕育地震強(qiáng)弱的一個(gè)標(biāo)志,且提出了首都圈及鄰區(qū)即將進(jìn)入地震活躍期的結(jié)論。而2003年前后地下流體趨勢(shì)異常轉(zhuǎn)折現(xiàn)象,與1989年大同6.1級(jí)、1998年張北6.2級(jí)地震前類似。所以,在文安5.1級(jí)地震前,從背景異常的時(shí)間、分布范圍和異常的特征上都充分地表明,華北地區(qū)發(fā)生中強(qiáng)地震的背景比較突出。2.2異常曲線分析文安地震前,華北北部的部分地下流體、跨斷層位移、鉆孔應(yīng)力應(yīng)變測(cè)點(diǎn)先后出現(xiàn)了中短期異常(表1)。從異常的時(shí)間進(jìn)程上看,鉆孔應(yīng)力應(yīng)變?cè)缬诘叵铝黧w和跨斷層位移;從異常曲線的形態(tài)上看各不相同(圖3),鉆孔應(yīng)力應(yīng)變?yōu)橼厔?shì)性變化,地下流體均為加速上升或加速下降,而跨斷層位移資料在震前表現(xiàn)為以剪切活動(dòng)為主,曲線加速變化-轉(zhuǎn)折后發(fā)震。由表1可見,異常點(diǎn)主要集中在首都圈北部,異常出現(xiàn)的時(shí)間順序是由東向西,異常的時(shí)間與震中距相關(guān)性不明顯。2.3地溫波場(chǎng)變化7月4日文安5.1級(jí)震前,地下流體資料中的三馬坊、昌平臺(tái)地溫出現(xiàn)了顯著的前兆異常(圖4),三馬坊地溫觀測(cè)站距文安地震震中約210km,該臺(tái)地溫曲線日變化幅度為0.0001℃,5月16日曲線出現(xiàn)緩慢下降,平均變化速率為0.00005℃/d,到2006年7月3日,下降的總幅度達(dá)0.0025℃。昌平地溫觀測(cè)站距文安地震震中約148km,2006年6月10日地溫(探頭在泥中)觀測(cè)曲線緩慢上升,經(jīng)落實(shí),此次地溫變化無(wú)人為和環(huán)境干擾,且不受臺(tái)站周邊抽水的影響1。到6月27日曲線上升的總幅度達(dá)0.0037℃,是5月份平均變化幅度的37倍(平均變化速率為0.0002℃/d),屬于顯著異常。3文安地震前震前地表特征文安地震前,在華北北部\,特別是首都圈地區(qū)前兆觀測(cè)資料出現(xiàn)了大范圍、同步轉(zhuǎn)折變化。其現(xiàn)象表明,在區(qū)域應(yīng)力、震源應(yīng)力的共同作用下,大范圍地殼不同層位巖石的應(yīng)力積累達(dá)到較高水平。有研究表明,斷層活動(dòng)的強(qiáng)弱是區(qū)域主壓應(yīng)力強(qiáng)弱的表現(xiàn),亦是孕育地震強(qiáng)弱的一個(gè)標(biāo)志。大量震例表明,地下流體轉(zhuǎn)折是華北地區(qū)最重要的地下流體前兆現(xiàn)象之一。三馬坊、昌平臺(tái)地溫變化在時(shí)間上對(duì)文安地震有指示意義。由前述震前的異常分析認(rèn)為,在文安地震前存在3種強(qiáng)震異常特征:1)前兆變化的時(shí)間群體性,主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面:一是在一定區(qū)域內(nèi)不同觀測(cè)方法的異常出現(xiàn)的時(shí)間、形態(tài)具有準(zhǔn)同步變化特點(diǎn)(圖1);二是在異常發(fā)展過程中,異常的轉(zhuǎn)折和加速在時(shí)間上表現(xiàn)為規(guī)律性的動(dòng)態(tài)過程(表1);2)有明顯的配套性特征。文安地震前,地下流體、鉆孔應(yīng)力應(yīng)變、跨斷層位移異常在時(shí)間或空間上的準(zhǔn)同步變化表明,地殼在區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)作用下地表變形與地殼深部介質(zhì)變化具有十分明顯的配套性。文獻(xiàn)認(rèn)為這種配套性特征比較清楚地表現(xiàn)了在地震孕育、發(fā)生過程中,地殼形變與地下流體有著某種成因上的聯(lián)系;3)加速性特征。震前異常變化的加速特征是孕震進(jìn)入中短期階段普遍存在的現(xiàn)象。這種加速特征在觀測(cè)曲線上主要表現(xiàn)為幅度快速升高(或降低),這種現(xiàn)象表明區(qū)域應(yīng)力在顯著增強(qiáng),深部物質(zhì)出現(xiàn)加速運(yùn)移,地表出現(xiàn)明顯變形。其中地下流體、跨斷層位移在震前的加速過程即屬此范圍。4文安市為地震預(yù)報(bào)工作提供了市場(chǎng)分析的必要性通過對(duì)文安地震前前兆資料變化的科學(xué)總結(jié),使我們對(duì)資料變化的分析、處理、落實(shí)及預(yù)測(cè)有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí):1)綜合預(yù)報(bào)的必要性。文安地震前,華北北部前兆資料出現(xiàn)了較明顯的群體性、配套性和加速性的異常特征。這種地表變形、地下物理、化學(xué)物質(zhì)在時(shí)間、空間上的準(zhǔn)同步變化過程,給出了華北地區(qū)在構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)作用下區(qū)域應(yīng)力增強(qiáng)的過程、地震孕育-發(fā)生的過程,結(jié)合多年的預(yù)報(bào)實(shí)踐,切實(shí)體會(huì)到前兆異常的綜合分析對(duì)提高地震預(yù)報(bào)的有效率和報(bào)準(zhǔn)率很有必要。2)異常落實(shí)的必要性。這次文安5.1級(jí)地震前,昌平臺(tái)地溫出現(xiàn)了較為明顯的變化,分析預(yù)報(bào)人員及時(shí)與昌平臺(tái)取得聯(lián)系并了解相關(guān)情況,當(dāng)時(shí)臺(tái)站觀測(cè)人員對(duì)臺(tái)站的觀測(cè)儀器、環(huán)境等作了說(shuō)明,分析認(rèn)為臺(tái)站自身無(wú)干擾源。為了進(jìn)一步搞清地溫變化的原因,臺(tái)站人員對(duì)臺(tái)站周邊情況又作了深入調(diào)查,調(diào)查后發(fā)現(xiàn),距臺(tái)站大約300m處有一口井近期在連續(xù)抽水,此次地溫變化是否與抽水有關(guān)?分析人員對(duì)抽水情況又作了進(jìn)一步了解,并結(jié)合該臺(tái)水位資料作對(duì)比分析,分析后明確提出,此次地溫變化與抽水關(guān)系不大。這個(gè)例子說(shuō)明異常落實(shí)的到位,對(duì)異常的最終確認(rèn)起著十分重要的作用。3)異常跟蹤的必要性。文安地震前,華北地區(qū)背景異常十分突出,震后有些測(cè)點(diǎn)的變化仍在繼續(xù),華北地區(qū)可能已進(jìn)入地震活躍階段。所以華北地