51級(jí)地震前電磁觀測(cè)資料異常的原因分析

51級(jí)地震前電磁觀測(cè)資料異常的原因分析

0文安地震前震區(qū)2006年7月4日11時(shí)56分，河北文安發(fā)生了5.1級(jí)地震。中心地震位于西北38.9和東南116.3。地震充滿了感覺。河北省大部分地區(qū)、北京和天津的地震感覺明顯。山西省、山西省、山東省濟(jì)南、直轄市、山東省、山東省、山東省和策陽市、山東省和常州市也有不同程度的地震。但文安極震區(qū)破壞并不嚴(yán)重,震區(qū)僅有部分房屋出現(xiàn)輕微裂縫,烈度偏低1。文安地震前電磁觀測(cè)資料出現(xiàn)的異常有:紅山、昌黎臺(tái)地磁場(chǎng)垂直分量Z年速率,地磁場(chǎng)垂直分量Z年變化的平面等值線變化;文安、順平、新樂、黃壁莊臺(tái)地磁加卸載響應(yīng)比;地磁日變低點(diǎn)位移,寧晉、廊坊、霸州電磁波等。本文對(duì)這些異常逐項(xiàng)進(jìn)行分析研究,有助于我們?cè)趯?duì)電磁資料的分析中及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常,進(jìn)而對(duì)地震趨勢(shì)做出比較準(zhǔn)確的判斷。1異常分布文安5.1級(jí)地震震中與異常臺(tái)站分布見圖1,各項(xiàng)異常的詳細(xì)情況見表1。2異常分析2.1背景異常文安地震前電磁觀測(cè)資料存在的背景異常有:紅山臺(tái)、昌黎臺(tái)地磁場(chǎng)垂直分量Z年速率,地磁場(chǎng)垂直分量Z年速率的平面變化。2.1.1年速率異常與區(qū)域地震的對(duì)應(yīng)關(guān)系我們計(jì)算了1978～2005年紅山、昌黎臺(tái)的地磁場(chǎng)垂直分量Z的年速率,見圖2。在地磁場(chǎng)年速率的變化中,紅山臺(tái)和昌黎臺(tái)從趨勢(shì)變化到局部變化都較為一致,趨勢(shì)上都有一個(gè)逐漸上升到逐漸下降的過程,局部在趨勢(shì)變化的背景上速率有時(shí)會(huì)加速或變慢,即年速率出現(xiàn)轉(zhuǎn)折異常變化。在2002年以前,紅山、昌黎臺(tái)地磁場(chǎng)垂直分量Z年速率曲線經(jīng)過了上升、轉(zhuǎn)折、下降的不同階段,兩臺(tái)出現(xiàn)的明顯異常共5次,分別對(duì)應(yīng)了1981年隆堯5.8級(jí)、1983年菏澤5.9級(jí)、1989年大同5.9級(jí)、1991年大同5.8級(jí)、1998年張北6.2級(jí)地震。由此看來,年速率異常與河北省及附近較強(qiáng)地震有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系,一般異常出現(xiàn)后1～2年內(nèi)發(fā)生地震。2002年紅山、昌黎臺(tái)地磁場(chǎng)垂直分量Z年速率曲線再次出現(xiàn)異常,當(dāng)年隆堯發(fā)生了4.8級(jí)地震,震級(jí)偏小,從異常的發(fā)展情況看,2002年以后異常持續(xù)發(fā)展,2005年垂直分量Z年速率加速上升,此異常對(duì)應(yīng)文安5.1級(jí)地震。2.1.2地磁場(chǎng)的年變化和年變化的高值區(qū)向持續(xù)擴(kuò)展2003～2005年各定點(diǎn)臺(tái)地磁場(chǎng)垂直分量Z的年變化量見表2,平面等值線變化見圖3,從表2、圖3中可以看出,2003、2004年地磁場(chǎng)的年變化從東北向西南逐漸增大,2005年地磁場(chǎng)年變化的高值區(qū)向外圍擴(kuò)展,北至豐寧臺(tái),南到廣平臺(tái),2003、2004年均為高值的順平臺(tái),2005年變?yōu)榈椭?而文安臺(tái)則由低值變?yōu)楦咧?此變化是2006年7月4日文安5.1級(jí)地震的前兆,地震往往發(fā)生在地磁場(chǎng)的平面等值線變化的高梯度地區(qū)2。2.2部分地磁響應(yīng)比變化文安5.1級(jí)地震前電磁觀測(cè)資料出現(xiàn)的中短期異常有:文安、順平、新樂、黃壁莊地磁加卸載響應(yīng)比等。根據(jù)“九五”中國地震預(yù)報(bào)科技攻關(guān)成果,地磁加卸載響應(yīng)比P(Z)對(duì)應(yīng)地震的異常值,對(duì)于5級(jí)地震,P(Z)≈5.0;異常有效時(shí)間為6個(gè)月左右。圖4為部分地磁臺(tái)站文安、順平、新樂、黃壁莊地磁響應(yīng)比變化曲線,文安5.1級(jí)地震前,這幾個(gè)臺(tái)站的地磁響應(yīng)比于2006年4月17日出現(xiàn)異常變化,文安臺(tái)響應(yīng)比P(Z)=5.03,順平響應(yīng)比P(Z)=5.7,新樂臺(tái)響應(yīng)比P(Z)=5.5,黃壁莊臺(tái)響應(yīng)比P(Z)=7.0,均超過異常幅度,異常出現(xiàn)2個(gè)多月后發(fā)生地震。P(Z)最大異常值不在震中附近的文安臺(tái),而是在距震中200km的黃壁莊臺(tái)。2.3短期異常文安5.1級(jí)地震前電磁觀測(cè)資料出現(xiàn)的短期異常有:地磁日變低點(diǎn)位移;寧晉、廊坊、霸州電磁波等。2.3.1與地震的關(guān)系以往許多震例證實(shí),地磁日變低點(diǎn)位移異?？赡芘c地震有關(guān)。地磁交匯法是以兩條或幾條低點(diǎn)位移分界線的交匯來研究與地震關(guān)系的一種方法,它的最大優(yōu)勢(shì)是對(duì)未來地震的地點(diǎn)有指示意義,交匯點(diǎn)附近即是未來震中區(qū)。2006年6月28日河北省及鄰區(qū)地磁日變出現(xiàn)低點(diǎn)位移異常,這是2006年出現(xiàn)的第一次低點(diǎn)位移異常,其分界線與2005年12月28日低點(diǎn)位移異常分界線相交(圖5),2006年7月4日文安發(fā)生5.1級(jí)地震,震中距離交匯點(diǎn)約20km。2.3.2異常出現(xiàn)的時(shí)間和幅度根據(jù)關(guān)華平等人的研究,將電磁波異常分為3個(gè)等級(jí),即信息均值在60～190s.mv/m為一般異常;信息均值在200～400s.mv/m為明顯異常;信息均值大于800s.mv/m為顯著異常。文安5.1級(jí)地震前,寧晉、廊坊、霸州電磁波先后出現(xiàn)了異常變化(圖6)。寧晉電磁波SN向2006年5月23日出現(xiàn)異常,信息量為137.0s.mv/m;廊坊電磁波2006年5月29日出現(xiàn)異常,EW向信息量為111.0s.mv/m,SN向信息量為182.3s.mv/m;霸州電磁波SN向2006年6月28日出現(xiàn)異常,信息量為394.6s.mv/m。這次電磁波異常的特點(diǎn)是SN向較強(qiáng),EW向較弱,出現(xiàn)異常的3個(gè)臺(tái)的4個(gè)測(cè)向中有3個(gè)測(cè)向?yàn)镾N向,只有1個(gè)測(cè)向是EW向;從異常出現(xiàn)的時(shí)間和幅度來看,寧晉、廊坊電磁波異常為一般異常,在震前40天左右出現(xiàn),出現(xiàn)的時(shí)間較早,異常臺(tái)站距離震中較遠(yuǎn);霸州電磁波異常為明顯異常,在震前一周內(nèi)出現(xiàn),出現(xiàn)的時(shí)間較晚,異常臺(tái)站距離震中較近。3震前中震前各臺(tái)響應(yīng)比對(duì)比(1)對(duì)于文安5.1級(jí)地震,震前1～2年出現(xiàn)背景異常,震前3～6個(gè)月出現(xiàn)中短期異常,震前2個(gè)月之內(nèi)出現(xiàn)短臨異常。(2)震前有4個(gè)臺(tái)出現(xiàn)地磁加卸載響應(yīng)比異常,其中文安臺(tái)響應(yīng)比P(Z)=5.03,黃壁莊臺(tái)響應(yīng)比P(Z)=7.0,P(Z)最大異常值不在震中附近的文安臺(tái),而是在距震中200km的黃壁莊臺(tái)。(3)震前有3個(gè)電磁波臺(tái)出現(xiàn)異常,離震中較遠(yuǎn)的寧晉臺(tái)較早出現(xiàn)異常,隨后是廊坊臺(tái)出現(xiàn)異常,離震中較近的霸州臺(tái)最