朱繼承，鄧 聰，林苗祿，鄭辰禾，林稚穎

（福建省地震局，福建福州 350003）

引言

地震是地殼應(yīng)力積累釋放這樣一個復(fù)雜的力學(xué)過程。地震的孕育與發(fā)生伴隨著不同方式的熱效應(yīng)，從而引起地?zé)釄龅闹匦路植己妥兓痆1]。地震下流體水溫觀測就是用來測量鉆孔測點(diǎn)附近應(yīng)變、應(yīng)務(wù)場相對變化，巖石的浮動，引起水溫的相對變化，這些變化會導(dǎo)致地下流體溫度的變化，這種由孕震過程中應(yīng)力增強(qiáng)或減弱引起的地下流體溫度異常變化是可以通過深井觀測得到的?？梢娚罹疁赜^測不僅對于探素地震前兆，而且對于深入研究地震成因都具有十分重要的意義[2-3]。

1 閩侯旗山井概況

閩侯旗山井位于福建省閩侯縣南嶼鎮(zhèn)五都村，始建于2003 年9月，該觀測井幾經(jīng)升級改造，于2013 年7 月安裝SZW-1A 水溫儀，水溫的探頭放在井深85 m 處。該井位于福州盆地西部邊緣，地勢平坦，上部地層由第四系全新統(tǒng)淤泥、上更新統(tǒng)卵石及更新統(tǒng)殘積土組成；區(qū)域地質(zhì)資料，場地基巖為侏羅系南園組凝灰熔巖，距場地約50 m 的五都北面山體-旗山支脈為燕山期花崗巖，該觀測井西部有一NNE 向斷裂通過，觀測井所處海拔高程10 m，井孔含水層為侏羅系強(qiáng)風(fēng)化-微風(fēng)化角礫凝灰熔巖，深井110 m 井孔柱狀。

2 水溫異常干擾特征分析

2.1 降雨干擾因素分析

從近幾年的深層水溫歷史觀測資料分析中發(fā)現(xiàn)，深層水溫測值受地表降雨影響較小。如2018 年9 月23-24 日降水量總量22.0 mm，同井靜水位受地表降雨影響，呈明顯上升變化趨勢，而同時段的深層水溫沒有受到地表降雨影響，見圖1。

圖1 閩侯旗山井靜水位、深層水溫和降水量預(yù)處理分值對比圖

2.2 通信電源故障干擾

閩侯臺水溫儀觀測數(shù)據(jù)2018 年5 月21 日00:00-5 月24 日11:42 受雷擊通信電源故障缺記。在5月24 日11:40 左右省局維修中心人員到現(xiàn)場更換通信電源儀后，儀器恢復(fù)運(yùn)行正常，于當(dāng)日16:40 左右補(bǔ)采集5 月21 日-5 月24 日的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)閩侯臺水溫儀5 月21 日00:42-23:59 數(shù)據(jù)缺記。5 月22 日00:00-24 日11:42 數(shù)據(jù)同4月份同時段的數(shù)據(jù)相同，數(shù)據(jù)不可用，進(jìn)行缺數(shù)處理，見圖2。

圖2 閩侯旗山井深層水溫預(yù)處理分值圖和原始分值圖

2.3 人為干擾

閩侯臺水溫儀2017 年12 月27 日15:53-18:34 受水位儀15:30-16:28 現(xiàn)場校測干擾，觀測數(shù)據(jù)出現(xiàn)臺階變化未處理，最高變化幅度0.007 3℃。因水溫儀探頭埋深較深，位于80 m 處，故水溫儀受水位儀校測干擾出現(xiàn)的數(shù)據(jù)波動因干擾傳導(dǎo)時間差存在延遲現(xiàn)象。水位儀校測結(jié)束后，水溫儀觀測數(shù)據(jù)自2017 年12 月27 日18:35 起恢復(fù)正常動態(tài)變化，數(shù)據(jù)無異常，見圖3。

圖3 閩侯旗山井深層水溫和靜水位預(yù)處理分值圖

3 水溫震例與地震響應(yīng)分析

（1） 2013-2018 年福建地區(qū)3.5 級以地震共發(fā)1 次為2016 年6 月18 日09:38分福建漳浦海域3.5 級地震。從2016 年度深層水溫的觀測資料分析，2016 年6 月18日福建漳浦海域3.5 級地震震例從深層水溫短期資料分析2016 年6 月份分鐘值曲線圖未能明顯前后的異常變化，但從2016年度的深層水溫日值圖曲線中發(fā)現(xiàn)，在3.5級發(fā)生前水溫測值有十多天高值異常并超二倍均方差，地震發(fā)生后水溫測值后繼的半個月逐漸回落下降并到中值線變化[6-7]，見圖4。

圖4 深層水溫整點(diǎn)值去趨勢曲線

（2） 2013-2018 年臺灣海峽地區(qū)發(fā)生5.0 級以上地震總共發(fā)生41 次，6.0 級以上地震總共發(fā)生12 次。

因深層水層從2014 年1 月24 日起開始觀測，在2018 年9 月12 日起受到旁邊魚塘抽水干擾影響測值變化較大，數(shù)據(jù)可靠性較差，所以資料分析從2015 年1 月1 日-2018 年8 月31 日起對臺灣地區(qū)的6.0 級以上的震例分析。從深層水溫的分鐘值和日值曲線圖對應(yīng)的震例，未能見震前震后曲線較為明顯的異常變化，見圖5。但采用去趨勢方法對深層水溫整點(diǎn)值原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)在2016 年2 月6日臺灣高雄6.7 級地震和2018年2 月6 日臺灣花蓮縣6.8 級地震，從一般多項(xiàng)式分段曲線擬合值曲線中可以較為明顯看在發(fā)生地震前曲線有較為明顯高值上升波動，震后曲線回落的變化過程，見圖5。

圖5 深層水溫分鐘值和日值曲線圖

2016 年 03 月 02 日 21:14-21:24 靜水位儀記錄到印尼蘇門答臘島海域（南緯4.9 度，東經(jīng)94.21 度）20:49 發(fā)生的7.8 級地震，震源深度20 km，震中距4 298 km，表現(xiàn)形態(tài)為同震波，水位變化幅值0.008 m。而深層水溫的測值在震前和震后沒能對應(yīng)到相的變化，見圖6、7。

圖6 靜水位2016 年3 月2 日分鐘值線圖

4 結(jié)論

（1） 閩侯旗山井深層水溫從2014 年1 月24 日起觀測資料變化都比較穩(wěn)定可靠，而且日、月、年的動態(tài)變化也相對較平穩(wěn)。但在2018 年9 月12 日起受旁邊魚塘四口水井抽水影響受到干擾較為嚴(yán)重。

（2） 根據(jù)福建地區(qū)的3.5級以上震例分析其映震效能，近幾年只有2016 年6 月18 日09:38 分福建漳浦海域3.5 級地震。分析中發(fā)生在震前水溫測值有十多天高值異常并超二倍均方差，地震發(fā)生后水溫測值后繼的半個月逐漸回落下降并到中值線變化。觀測資料可用于進(jìn)一步的震兆異常分析。

圖7 深層水溫2016 年日值曲線圖

（3） 根據(jù)臺灣海峽地區(qū)6.0級以上震例分析其映震效能，從現(xiàn)有的震例中可以看到2016 年2 月6 日臺灣高雄6.7 級地震和2018 年2 月6 日臺灣花蓮縣6.8級地震，從一般多項(xiàng)式分段曲線擬合值曲線中可以較為明顯看在發(fā)生地震前曲線有較為明顯高值上升波動，震后曲線回落的變化過程。對其6.5 級以下的地震未見到較好的震前震后反映。