河北文安ms51地震校核點分析

河北文安ms51地震校核點分析

1河北文安5.1級地震前后環(huán)境異常根據(jù)中國地震臺網(wǎng)的測定，2006年7月4日11時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)生的一次中強地震。2000年以來中國大陸東部(E105°以東,臺灣除外)5級以上地震明顯減弱,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級地震、2005年11月26日江西九江5.7級地震及今年3月31日吉林前郭5.0級地震,顯得中國大陸東部地區(qū)5級以上地震有增強的態(tài)勢,這次文安5.1級地震進一步表明華北地區(qū)將進入地震活躍期。通過匯總各觀測方法對河北文安5.1級地震的分析1,發(fā)現(xiàn)該地震前華北及首都圈地區(qū)的地下流體、鉆孔應力應變、跨斷層位移均不同程度地出現(xiàn)了較為顯著的背景異常,也有部分流體測點出現(xiàn)了短期及短臨異常。這些異常與文安地震關系如何?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。為此本文對文安地震前兆變化再次進行了系統(tǒng)的總結,以指明其變化原因。2地震前異常特征的再現(xiàn)2.1區(qū)域構造活動與地震活動的關系2003年前后,華北地區(qū)集中出現(xiàn)了部分地下流體、跨斷層位移測點群體趨勢轉(zhuǎn)折現(xiàn)象(圖1\,圖2),其轉(zhuǎn)折時間、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)域構造活動發(fā)生改變。一般認為,區(qū)域構造活動隨時間的演變具有動力學意義,區(qū)域構造活動增強、減弱是地震孕育的標志。2005年筆者在文獻中,曾對首都圈地區(qū)的區(qū)域構造活動與地震活動的關系進行過研究,得出斷層活動的強弱是區(qū)域主壓應力強弱的表現(xiàn),亦是孕育地震強弱的一個標志,且提出了首都圈及鄰區(qū)即將進入地震活躍期的結論。而2003年前后地下流體趨勢異常轉(zhuǎn)折現(xiàn)象,與1989年大同6.1級、1998年張北6.2級地震前類似。所以,在文安5.1級地震前,從背景異常的時間、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、鉆孔應力應變測點先后出現(xiàn)了中短期異常(表1)。從異常的時間進程上看,鉆孔應力應變早于地下流體和跨斷層位移;從異常曲線的形態(tài)上看各不相同(圖3),鉆孔應力應變?yōu)橼厔菪宰兓?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)為以剪切活動為主,曲線加速變化-轉(zhuǎn)折后發(fā)震。由表1可見,異常點主要集中在首都圈北部,異常出現(xiàn)的時間順序是由東向西,異常的時間與震中距相關性不明顯。2.3地溫波場變化7月4日文安5.1級震前,地下流體資料中的三馬坊、昌平臺地溫出現(xiàn)了顯著的前兆異常(圖4),三馬坊地溫觀測站距文安地震震中約210km,該臺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0.0025℃。昌平地溫觀測站距文安地震震中約148km,2006年6月10日地溫(探頭在泥中)觀測曲線緩慢上升,經(jīng)落實,此次地溫變化無人為和環(huán)境干擾,且不受臺站周邊抽水的影響1。到6月27日曲線上升的總幅度達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)域應力、震源應力的共同作用下,大范圍地殼不同層位巖石的應力積累達到較高水平。有研究表明,斷層活動的強弱是區(qū)域主壓應力強弱的表現(xiàn),亦是孕育地震強弱的一個標志。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、昌平臺地溫變化在時間上對文安地震有指示意義。由前述震前的異常分析認為,在文安地震前存在3種強震異常特征:1)前兆變化的時間群體性,主要表現(xiàn)在兩個方面:一是在一定區(qū)域內(nèi)不同觀測方法的異常出現(xiàn)的時間、形態(tài)具有準同步變化特點(圖1);二是在異常發(fā)展過程中,異常的轉(zhuǎn)折和加速在時間上表現(xiàn)為規(guī)律性的動態(tài)過程(表1);2)有明顯的配套性特征。文安地震前,地下流體、鉆孔應力應變、跨斷層位移異常在時間或空間上的準同步變化表明,地殼在區(qū)域應力場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。文獻認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入中短期階段普遍存在的現(xiàn)象。這種加速特征在觀測曲線上主要表現(xiàn)為幅度快速升高(或降低),這種現(xiàn)象表明區(qū)域應力在顯著增強,深部物質(zhì)出現(xiàn)加速運移,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文安市為地震預報工作提供了市場分析的必要性通過對文安地震前前兆資料變化的科學總結,使我們對資料變化的分析、處理、落實及預測有了進一步的認識:1)綜合預報的必要性。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、化學物質(zhì)在時間、空間上的準同步變化過程,給出了華北地區(qū)在構造應力場作用下區(qū)域應力增強的過程、地震孕育-發(fā)生的過程,結合多年的預報實踐,切實體會到前兆異常的綜合分析對提高地震預報的有效率和報準率很有必要。2)異常落實的必要性。這次文安5.1級地震前,昌平臺地溫出現(xiàn)了較為明顯的變化,分析預報人員及時與昌平臺取得聯(lián)系并了解相關情況,當時臺站觀測人員對臺站的觀測儀器、環(huán)境等作了說明,分析認為臺站自身無干擾源。為了進一步搞清地溫變化的原因,臺站人員對臺站周邊情況又作了深入調(diào)查,調(diào)查后發(fā)現(xiàn),距臺站大約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?分析人員對抽水情況又作了進一步了解,并結合該臺水位資料作對比分析,分析后明確提出,此次地溫變化與抽水關系不大。這個例子說明異常落實的到位,對異常的最終確認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,震后有些測點的變化仍在繼續(xù),華北地區(qū)可能已進入地震活躍階段。所以華北地