陳彥平，王燕，洪旭瑜，張磊，漆銀錄，張世明

(1.蘭州地球物理國家野外科學(xué)觀測研究站，甘肅蘭州　730000；2.甘肅省地震局隴南中心地震臺，甘肅隴南　746000；3.甘肅省地震局，甘肅蘭州　730000；4.福建省地震局，福建福州　350003；5.甘肅省地震局通渭地震臺，甘肅通渭　743300)

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汶川Ms8.0級和蘆山Ms7.0級地震與通渭地電阻率異常關(guān)系研究

陳彥平1,2，王燕1,3，洪旭瑜4，張磊1,2，漆銀錄1,5，張世明1,5

(1.蘭州地球物理國家野外科學(xué)觀測研究站，甘肅蘭州730000；2.甘肅省地震局隴南中心地震臺，甘肅隴南746000；3.甘肅省地震局，甘肅蘭州730000；4.福建省地震局，福建福州350003；5.甘肅省地震局通渭地震臺，甘肅通渭743300)

摘要：簡單介紹了通渭地震臺觀測條件，并對通渭臺近幾年的地電阻率觀測資料進行分析，發(fā)現(xiàn)2008年5月12日汶川Ms8.0級地震和2013年4月20日蘆山Ms7.0級地震發(fā)生前，通渭地電阻率資料出現(xiàn)明顯波動異常，波動異常持續(xù)1年多，震后恢復(fù)正常年變形態(tài)。

關(guān)鍵詞：汶川地震；蘆山地震；地電阻率；異常變化

0引言

2008年5月12日，四川汶川發(fā)生了Ms8.0級強烈地震，造成重大人員傷亡和巨大財產(chǎn)損失，就在即將紀念汶川地震5周年之際，2013年4月20日，四川蘆山又發(fā)生了Ms7.0級強震，人民的生命財產(chǎn)和心靈再次受到巨大重創(chuàng)。為逐步提高我國的防震減災(zāi)水平，必須科學(xué)開展地震發(fā)生前各種觀測手段相關(guān)資料的回溯性分析研究，逐步積累和總結(jié)經(jīng)驗，為有效預(yù)測地震提出有力的依據(jù)。

通渭地電阻率臺距這2次地震震中分別約470 km和550 km，震前該臺地電阻率觀測到同樣的異常形態(tài)，其異常表現(xiàn)為三測道值在2007年1月和2012年1月開始出現(xiàn)大幅度的波動，波動持續(xù)1年多，到地震前2個月左右急劇下降，在臨震前幾天突然上升，在上升過程中發(fā)生地震，這符合下降—上升的變化[1]。由于三測道方位不同、震級不同，記錄到變化幅度也不一樣。曾文浩等研究認為通渭地電阻率在岷縣漳縣6.6級地震前也出現(xiàn)了前兆異常[2]，在這幾次強震前通渭地電阻率都記錄到了強震前兆異常，說明通渭地電阻率能記錄到強震孕震信息。為確定異常的可靠性及異常與地震關(guān)系等問題，筆者查閱值班日志及月報資料，向值班人員了解情況，對資料進行詳細分析，得出幾點認識。

1通渭地電阻率觀測條件的介紹

通渭臺是1966年邢臺地震后，1971年建立的一批臺站之一，臺站位于甘肅省通渭縣城東南約3 km處的田家坡村,海拔1 832 m；臺站地處溫帶半濕潤型地區(qū)，年平均氣溫6.6℃，年平均降雨量431 mm。該臺處在南北地震帶的北段，處在通渭—清水斷裂帶上，勘選時電測深曲線類型為KH型,測區(qū)屬于剝蝕河谷堆積地形，及散渡河Ⅱ級階地上，表面第四系地層總厚度小于20 m，下為第三系砂質(zhì)泥巖及古生代變質(zhì)巖。潛水埋深10 m～16 m不等。測區(qū)無大型工礦企業(yè)，干擾小，資料連續(xù)完整，真實可靠，觀測資料被一些學(xué)者在研究中多次使用。

通渭地電阻率觀測采用對稱四極法，測區(qū)布設(shè)3個測量道(如圖1)：N20°西、EW兩測道，供電極距1.1 km，測量極距0.3 km，外線路為架空電纜線；EW′道供電極距0.7 km，測量極距0.2 km，該測道外線路為鐵絲架空，地下2.0 m處埋設(shè)80 cm×80 cm的鉛板作為電極；現(xiàn)使用高精度、抗干擾能力強的ZD8B數(shù)字地電儀進行日常觀測，每小時產(chǎn)出一組觀測數(shù)據(jù)，儀器自動計算時均值作為日值。

圖1　通渭臺地電阻率布極示意圖

2通渭地電阻率變化特征

通過多年資料的積累與分析，通渭地電阻率年變形態(tài)清晰(如圖2)。從2009～2012年觀測資料日均值可以看出，EW、EW′測道，資料干擾小，正常變化十分清晰，表現(xiàn)出明顯的夏低冬高的年變形態(tài)；N20°西測道，雖然該測道的高頻成分明顯高于其他2個測道，但總體上也是呈現(xiàn)出一定的夏低冬高趨勢形態(tài)。地電阻率正常變化是指在監(jiān)測地震能力范圍內(nèi)無地震活動以及無其他干擾情況下的地電阻率年變化形態(tài)，這一變化可能與季節(jié)性地表電性變化和地球自轉(zhuǎn)有關(guān)，規(guī)則的地電阻率年變化形態(tài)特征是地電阻率方法預(yù)報地震活動最重要的參考標志和指標[3]。通渭地電阻率在監(jiān)測區(qū)域無地震時，可觀測到清晰的正常年變化形態(tài)，當在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)有大的地震發(fā)生時，通渭地電阻率能夠真實的記錄到地震前的異常波動(圖2)。

3通渭地電阻率異常分析

2007年1月底，N20°W測道和EW測道測值分別從20.40 Ω·m和56.55 Ω·m開始上升，到10月初兩測道分別達到最高值20.60 Ω·m和57.82 Ω·m，在高值持續(xù)波動一段時間后開始下降，在轉(zhuǎn)折上升時發(fā)生了汶川Ms8.0級地震；而EW′測道2007年1月底測值由38.32 Ω·m下降到2007年5月的37.90 Ω·m，持續(xù)時間不長，又開始上升，到8月中旬測值達到最高值38.70 Ω·m，之后持續(xù)下降，在低值持續(xù)了2個月，在下降過程中發(fā)生了汶川地震，并且在臨震前測值加速下降(圖3a)，三測道測值波動幅度分別為1.9%、2.0%、2.5%。

同樣在蘆山地震發(fā)生前，即2012年1月開始，通渭地電阻率開始出現(xiàn)波動變化，三道波動幅度各不相同，但早期都是測值出現(xiàn)波動異常，年變消失，中期地電阻率圍繞某一背景值波動，波動值隨著震級的增大而增大，短期加速下降，震前急速下降，震前回返上升變化，2013年4月在上升變化過程中發(fā)生了蘆山地震(圖3b),N20°W、EW、EW′ 測道變化幅度分別為0.3%、0.7%、0.8%。這種變化是由于地電阻率突發(fā)性臨震異常由外圍向震中區(qū)逼近，反映了臨震前破裂傳播向震源區(qū)迅速發(fā)展，微破裂迅速張合和震源應(yīng)力場的急劇變化，地電阻率加速變化反映了孕震過程的應(yīng)變軟化，這是地震前兆的短臨異常標志[4]。由于發(fā)生的是2次強震，震后出現(xiàn)多次中強余震，給資料的恢復(fù)造成異常(圖3的畫圈部分)。

圖2　通渭臺地電阻率日均值曲線

2008年四川汶川Ms8.0級地震和2013年四川蘆山Ms7.0級地震發(fā)生前，通渭地電阻率持續(xù)異常波動達1年多(圖3)，在觀測條件和觀測環(huán)境未變更，但地電阻率在某年份開始由無年變逐步轉(zhuǎn)變?yōu)轱@示年變、或原有年變消失、或打破原有年變時認為是異常[5]，說明這2次大的波動為地震異常。

圖3　通渭臺地電阻率日均值曲線

通渭臺距這2次地震震中約500 km，當觀測資料出現(xiàn)異常波動后，觀測人員立即排查，排除人為及觀測儀器、觀測環(huán)境等因素造成的干擾，四川汶川Ms8.0級地震后，資料波動持續(xù)4個月后恢復(fù)了正常，出現(xiàn)了年變(如圖2)；而四川蘆山Ms7.0級地震后出現(xiàn)同樣的變化形態(tài)，震后7月22日又發(fā)生了岷縣Ms6.6級地震，9月觀測資料停止波動，但資料呈下降趨勢(圖2)。一些學(xué)者認為，在比較低的應(yīng)力條件下孕震區(qū)及其附近地區(qū)震前發(fā)生擴展—膨脹現(xiàn)象，其范圍距離震中可達數(shù)百千米至1 000 km，這是英國地質(zhì)調(diào)查局Stuart Crampin教授等人提出的[6]。另外，1990年4月26日共和7.0級地震和10月20日景泰6.2級地震前10個月出現(xiàn)了明顯的異常，震前通渭地電阻率北西道在測值曲線下降，下降過程中發(fā)生了共和7.0級地震和景泰6.2級地震[7]，2次地震震中距通渭臺分別為460 km和270 km。由此可見，通渭臺測區(qū)的電性介質(zhì)，對應(yīng)變有較強的放大能力，這說明通渭地電阻率能夠反映遠距離大地震的孕育地震信息。

4異常的可靠性

在發(fā)現(xiàn)異常變化時，首先觀測人員按照觀測規(guī)范要求，每天對測區(qū)進行巡查觀測環(huán)境，未見明顯干擾源；其次，對觀測儀器及線路進行標定檢查(該臺使用的儀器，用0. 01級直流電位差計UJ25和0.005級飽和標準電池BC3對儀器每月進行校準, UJ25和BC3每年經(jīng)過計量局檢定均為合格)，每月對ZD8B儀器的標定結(jié)果全部合格, 漏電影響檢查結(jié)果也全部符合規(guī)范要求，說明整個觀測系統(tǒng)工作正常、可靠。

5一些認識

汶川和蘆山地震距通渭臺較遠，但2次地震記錄到同樣的異常和形態(tài)。分析認為，通渭臺地電測區(qū)的電性介質(zhì)對應(yīng)變有較強的放大能力，能夠記錄到遠距離的大地震。在這幾次強震前通渭地電阻率都記錄到了強震前兆異常，說明通渭地電阻率能記錄到強震孕震信息。該臺地電阻率在強震前波動異常明顯，異常在1年左右，臨震前后的變化形態(tài)和大多數(shù)地電阻率臨震的變化規(guī)律一樣，呈現(xiàn)出下降—上升—恢復(fù)的形態(tài)，這一規(guī)律對于在今后的地震預(yù)測研究中能有很好的啟發(fā)。

參考文獻：

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[2]曾文浩，楊興悅，史繼平，等.2013年甘肅岷縣漳縣Ms6.6級地震前甘東南地區(qū)前兆異常分析[J].地震研究,2015,38(3)：115-125.

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STUDY ON THE RELATIONSHIP BETWEEN THE RESISTIVITY ANOMALIES IN TONGWEI SEISMIC STATION AND EARTHQUAKES OF WENCHUAN Ms8.0 AND LUSHAN Ms7.0

CHEN Yanping1,2,WANG Yan1,3,HONG Xuyu4,ZHANG Lei1,5,ZHANG Shiming1,5

(1.Lanzhou Geophysical Field Science State Observation Station,Lanzhou 730000,China;2.Longnan Seismic Station,Earthquake Administration Of Gansu Province,Longnan 746000,China;3.Earthquake Administration Of Gansu Province,Lanzhou 730000,China;4.Earthquake Administration Of Fujian Province,Fuzhou 350003,China;5.Tongwei Seismic Station,Earthquake Administration Of Gansu Province,Tongwei 743300,China)

Abstract:The observed condition of Tongwei seismic station is introduced,and the data are analyzed.The results show that the data are obviously anomalies before earthquakes of Wenchuan Ms8.0 and Lushan Ms7.0,and the anomalies last one year,the data are back to normal after the earthquakes.

Key words:Wenchuan Ms8.0 earthquake;Lushan Ms7.0 earthquake;Resistivity;Anomaly variation

收稿日期：2015-09-16

基金項目：甘肅省地震局地震科技發(fā)展基金野外站基金(2014Y02)資助。

作者簡介：陳彥平(1978—)，男，甘肅成縣人，工程師，主要從事地電觀測與資料應(yīng)用處理工作。 通訊王燕(1981—)，女，山西榆次人，工程師，主要從事前兆監(jiān)測與資料應(yīng)用研究工作。

中圖分類號：P315.72+2

文獻標識碼：A

文章編號：1005-586X(2016)02-0007-05