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1、23(2):277～285地 震 地 质Vol.23No.22001年6月SEISMOLOGYANDGEOLOGYJune,2001电测量在中国地震预报中的应用1)1)2)3)1)赵玉林 卢 军 张洪魁 钱 卫 钱复业1)中国地震局地球物理研究所,北京 1000812)北京市地震局,北京 1000803)PetrosEikonInc.Milton,ONL9T5E3Canada摘 要 唐山等大地震地电阻率中期下降系压缩应变积累所致,为基线缩短、井水位下降所支持。地电阻率、自然电位对起潮力的异常响应及自然电位快急始、慢衰减特殊图象与
2、废油井喷油同步等短临前兆,与中期前兆相反显示出向震中迁移的规律,表明能量积累从震中向外围传播,而能量释放从外围向震中传播。海城地震时喷砂冒水可引起自然电位垂直分量跃变及地光。IIMT法和过剩海洋电流H极化结果表明,唐山地震与地壳高阻层及其中存在深大断裂有关。关键词 地电阻率 自然电位 地震前兆 高阻层1 引言1965年,首先用自制的仪器在甘肃嘉玉关、天水地区开展了被动源大地电磁(MT)法的研究工作,探测地震区与非地震区地壳电性的差异。1966年在河北邢台地震区及其外围除用MT法探测地壳电性结构外,开始用大地电流法及MT法探索地震
3、前兆。1967年在河北河间地震区除用被动源法探索地震前兆外,开始用主动源地电阻率法探索地震前兆。由于地电阻率观测前,均记录自然电位差,故在中国地震预报领域主动源地电阻率法及被动源自然电位法的应用较为广泛。本文将给出地电阻率法探索中短期地震前兆、自然电位法探索短临地震前兆及MT法探测地震区地壳电性结构方面的主要结果。2 地电阻率的中期前兆及短临异常图1给出距唐山7.8级震中80km宝坻台长达20a地电阻率月均值的连续记录。地震前3a地电阻率开始持续减小,在最低值附近发生主震,下降幅度达3.1%,超过平时观测标准偏差(0.15%)20
4、余倍,主震时电阻率同震上升3%(赵玉林等,1996),但电阻率月均值主震后却逐渐回升,主震后4a回升到震前正常值水平;1973年以前与1980年以后电阻率值基本保持不变,年变化率甚小,从图1可见,唐山震前3a的下降是超过正常背景波动的唯一一次主要变化,因而统计上异常是显著的。唐山地震是宝坻台250km范围内唯一的一次强震,因而认为电阻率震前3a的持续下降与唐山地震关系密切,是中期前兆。在唐山震中180km范围内有14个地电阻率台,震前2～3a,其中的9个台观测到电阻率中期前兆(钱复业等,1982)。唐山地震前震中周围的地电阻率下降
5、动态影像图,可视化地显示出这些台地电阻率下降异常的时空分布。在同一地区,地电阻率值随时间在减小(异常幅度绝对值增大);而同一地电阻率值的地理范围,随时间却在不断扩大,清楚地显示出异常在扩展(张洪©1995-2005TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.278地 震 地 质23卷图11976年唐山7.8级地震前后20a宝坻台(Δ=80km)地电阻率月均值线Fig.1ResistivityvariationbeforeandaftertheTangshanearthq
6、uakeobservedatstationBaodi(Δ=80km).魁等,1996),即近震中的台先出现电阻率异常,而离震中较远的台后出现异常,表明地电阻率前兆锋约以100km/a的视速度从震中向外扩展(Zhaoetal.,1994)。通过分析最近20a在中国发生的近10次大地震的地电阻率中期异常,统计得到地电阻率前兆锋的走时曲线(图2),据此发展了预报震中的交切法。根据出现短临前兆等指标预测地震的发震时间,确定异常的持续时间T(从开始出现前兆到(预测)发震时间),便可从走时曲线上确定未来地震与出现异常台站之间的最大距离Δm。未
7、来地震震中应落在以异常台为圆心,以Δm为半径的圆内。当某区对同一未来地震有几个台记录到异常时,未来地震震中应落在几个圆相交的公共区内。利用此法曾于震前4个月对四川小金6.7级地震震中进行过试预报,实发震中与预报震中的偏差约在1°之内(Zhaoetal.,1994)。图3给出此方法的另图2 地电阻率前兆锋的走时曲线一次试预报结果。根据华北几个出现异常Fig.2Thetraveltimecurveforthe地电台的资料,1997年10月29日试预报的resistivityprecursorfront.震中为40°N;115°E。19
8、98年1月10日发生张北612级地震的震中为41°N;114°50′E,试预报震中偏南1°。-n未受力多孔岩石的电阻率ρ与孔隙度φ之间由Archie经验定律ρ=αρ0φ来表示,其中α为一常数,ρ0为孔隙中液体的电阻率,n为结构指数,反映孔液的连通性
