大姚6.2级地震前云南地区水氡中短期异常及其地震预测意义

大姚6.2级地震前云南地区水氡中短期异常及其地震预测意
义
赵家本;杨芬
【摘要】对2003年7月21日大姚6.2级地震前云南地区水氡观测资料进行了系统的处理,在此基础上对大姚地震前云南地区水氡中短临异常分布范围、数量及其与发震时间关系等特征进行了分析,这对未来强震水氡异常的识别和分析有一定的实用价值,特别是对长时间平静后的强震中短期预报有一定的实际意义.
【期刊名称】《国际地震动态》
【年(卷),期】2006(000)010
【总页数】5页(P22-26)
【关键词】地震前兆;水氡;中短期异常;云南地区
【作者】赵家本;杨芬
【作者单位】中国地震局滇西地震预报实验场,大理,671000;中国地震局滇西地震预报实验场,大理,671000
【正文语种】中文
【中图分类】P3
引言
研究水氡与地震的关系，必须从实际观测资料中提取出与地震孕育过程有关的异
常变化，通过震例分析，掌握水氡异常变化的规律，研究异常变化特征与地震三要素的关系。

本文根据水氡异常变化表现特征，选取同一种方法提取异常，分析大姚6.2级强震前中短期异常变化特征。

1 云南地区水氡观测基本情况
云南地区水氡观测最早开始于20世纪70年代，逐步扩展，目前已覆盖云南大部分地区，多数水井的观测资料质量基本稳定，可信度较高，具有一定映震能力的有32个台(图1)。

由于一般认为温泉中游离氡含量高，水氡对映震更加灵敏[1], 云南地区水氡观测点主要以温泉为主。

水温达30℃以上的观测点多达15个，20℃～30℃有11个，10℃～20℃有6个。

水氡观测井(泉)基本情况见表1，观测仪器大部分为FD-105K型测氡仪。

图1 云南地区水氡观测点分布图
图2 云南地区2001年—2003年5级以上M-t图
表1 云南地区水氡观测井(泉)基本情况一览表序号名称井、泉水类型井深/m地层岩性水温/℃观测仪器1龙陵断裂上升泉花岗片麻岩80.0^93.0FD-105K2江干基岩裂隙泉寒武系苍山变质岩72FD-125K3下关断裂上升泉前寒武系苍山变粒岩71.2FD-125K4孟连裂隙承压水(非自流)100.38白垩系砂岩70.0FD-105K5澜沧裂隙承压水(非自流)108.57奥陶系砾岩52.5FD-105K6弥渡自流热水井32.90硅化灰岩、泥灰岩52.5FD-105K7寻甸断裂上升泉0.3二叠系灰岩60.0FD-105K8瑞丽自流热水井二叠系灰岩55.0FD-105K9德宏承压岩溶水192侏罗系泥灰岩45.6FD-105K10罗次裂隙承压水398.42元古界昆阳群白云岩45.5FD-105K11元江自流热水井60元古代白云岩41.0FD-105K12南涧基岩裂隙水寒武系变质岩39.5FD-105K13鹤庆岩溶裂隙水三叠系灰岩29^32FD-105K14易门断裂上升泉3.4元古界白云岩30.5FD-105K15会泽岩溶裂隙水265.95第四系湖相沉积30.0FD-105K16文山岩溶裂隙水晚古生界(石灰岩)27.0FD-105K17腾冲构造裂隙
水121橄榄玄武岩23.9FD-12518元谋孔隙潜水2第四系砂岩22±0.5FD-
105K19永仁自流井8第四系全新统砂土17.5^23FD-105K20施甸裂隙承压水150.19白云质灰岩21.3FD-105K21保山孔隙承压水140上第三系细砂岩
22.0FD-105K22普洱裂隙承压水(非自流)120.23白垩系砂岩19.4^22.1FD-
105K23临沧裂隙承压水213花岗岩22FD-105K24思茅裂隙承压水(自流)112.27白垩系砂岩22.0FD-105K25景东裂隙承压水(非自流)101.28第三系卵砾石层
22.0^23.0FD-105K26梁河自流井燕山期花岗岩21.1FD-105K27东川断裂下降
泉第四系角砾岩19.0FD-105K28永善自流井2.0三叠系砂岩18FD-105K29昌宁断裂上升泉奥陶系绢云母片岩17.0^17.6FD-10530巧家自流井晚古生界(石灰岩)17.0^18.0FD-10531丽江断裂上升泉1.6中三叠统浅灰色灰岩15.4FD-10532镇雄民用自流井2.5三叠系砂砾岩14FD-105K
2 大姚6.2级地震前水氡中短期异常变化
2003年7月21日大姚6.2级地震是云南地区5级以上地震平静长达632天后的首发地震(图2)。

该平静期是云南地区建立地下流体观测网以来无中强震发生的最长的一次，为研究水氡中短期异常变化提供了十分有利的时机。

2.1 数据处理与异常判别
大姚6.2级地震前云南地区水氡定点连续观测的有32个台。

多年来水氡观测资料显示，各测点水氡背景值稳定，震前异常反应明显，异常幅度较大，易于识别。

根据异常变化特征，选用水氡日均值一阶差分处理法提取异常，即以水氡日均值一阶差分大于±3倍均方差(3δ)，作为异常判定的阈值。

水氡观测资料日均值一
阶差分的计算公式为：
Δxi=xi-xi-1
式中：Δxi为差分值， xi为日均值。

图3是龙陵、昌宁、施甸、江干、鹤庆、丽江、弥渡、南涧、巧家、寻甸、
元江、孟连等12个观测点2001—2003年水氡日均值一阶差分值及其异常判别结果图。

2.2 水氡中短期异常时、空分布特征
大姚6.2级地震前云南地区水氡异常的分布，在中期(震前3～12个月)与短期(震前10天～3个月)分别示于图4中。

图3 大姚6.2级地震前云南地区部分测点水氡一阶差分值动态及其异常
异常分布在震中外围72～450 km半经范围内，其中短期17项异常中有14项异常分布在300 km(误差±40 km)以内，占异常总数的82.3%， 3项异常分布在300 km(误差±40 km)以外；中期26项异常中，有20项异常分布在300 km(误差±40 km)以内，占异常总数的76.8%, 6项异常分布在300 km(误差±40 km)以外。

异常的时空分布特征如表2所列。

3 初步认识
通过对大姚6.2级地震前云南地区水氡异常变化特征的分析, 得到如下初步认识：(1) 中期出现的水氡异常数量偏多，但分布较为分散；短期出现的水氡异常较中期要少一些，但分布较中期集中； 82.3%的异常集中在震中附近300 km以内。

图4 大姚6.2级地震前云南地区水氡的中期(a)与短期(b)异常分布图
表2 水氡异常的时空分布特征震中距Δ/km短期(10天^3个月)异常台项数异常比例/%中期(3个月^12个月)异常台项数异常比
例%≤200847.01350.0201^300635.3726.8301^450317.7621.3
(2) 水氡异常分布范围广，可远至400 km范围内，这说明M≥6级强震孕震区的影响范围较大，正如奥斯帕诺夫的研究给出的那样[3], 地震孕育过程产生的岩石应力状态的变化引起的水氡异常可在距震中相当远的地区观测到。

(3) 水氡动态进入发震期的标志是绝大多数异常台项都集中在一定的区域范围内，随着发震时间的邻近，这种集中变得更加明显，而且在未来震中外围的集中更加
突出。

(作者电子信箱，杨芬：**********************)
参考文献
[1] 巴拉绍夫 A C. 叶尔玛诺娃 H M. 地震预报探索中关于地下水氡含量动态观测的组织. 见：瓦尔沙尔Γ M主编(张炜等译). 地震水文地球科学学报. 北京：地震出版社, 1989: 154-163
[2] 乔森. 云南省地震监测志. 北京：地震出版社， 2005
[3] 奥斯帕诺夫А Б. 地下水中氡异常预报地震的一个特点. 见：瓦尔沙尔ΓΜ. 主编(张炜等译). 地震水文地球化学学报. 北京: 地震出版社， 1989: 89-91。