年日和日在天津的活动空间分布及短临性水化学观测异常

年日和日在天津的活动空间分布及短临性水化学观测异常

0中等地震预测的探索性在地震分析和预测的实践中，对平均地震事件的探测能量集中有限，而且在地震之前，即使地震活动之前的异常变化也很小。因此，平均地震的预测具有很大的探索性。本文以两次中等地震前的异常情况为例,对其进行分析、研究,试图对某些类型地震异常的分析认识提供一些参考性的意见和见解。1空区中小震级异常1993年11月18日,在天津市北部的宝坻县黑狼口乡发生一次ML4.4地震。在该震发生前,我们于1991年即发现该震区附近,自1987年5月以来这一地区一直未发生ML≥2.0地震(图1),故而形成小震空区(这种在中等地震前形成小震空区的震例情况是不多见的)。此前,空区内是小震较多发地区,尤其是在1978年唐山7.8级强震发生后不久,这里曾发生过三次MS5.0左右的地震。除上述ML≥2.0小震活动空区异常外,自1990年以来,这一地区小地震(ML≥1.0)频度曲线,ML≥2.0地震时间序列图,月最大震级曲线也均显示明显的中期异常(图2-图3)。根据这一地区(1989～1991.9)的大小地震比例关系(图4)外推该空区孕震的最大震级为ML4.8。根据上述异常情况分析,在1991年底和1992年底,我们曾连续指出:该区及其附近存在发生ML4.5左右地震的可能(详见:本局1992年度及1993年度地震趋势研究报告)。震前,在天津市包括地电阻率、地磁、地下水位、水化、形变39个台项的前兆观测中,均未发现明显的短临异常变化,因而,未做出短临性预测。2地层气体组分1998年4月14日,在唐山强震区的钱营发生ML5.0地震。震前,天津市宝坻水化观测中曾出现多测项的异常变化。宝坻王4井Hg观测:于1998年3月21日出现319ng/L的高值突跳,该值超出其平均值达4倍以上(图5):宝坻王3井Rn观测,于1998年3月17日～22日出现了较大幅度(最高值为19.9Bq/L)的连续突跳。(图6)此外,在王4井的水气体组分,即气体总量、氮、CO2、甲烷等测项也出现了时间同步的成组异常(见表1)。根据以上异常以及配合地震活动情况的分析,我们在1998年3月底召开的震情会商会中提出:近期应注意宝坻及唐山余震区近期发生中等地震的可能。3震前震前震前震前震情形势分析宝坻黑狼口ML4.4地震与唐山钱营ML5.0地震的震中距为60km左右,宝坻王3、王4井距离黑狼口地震震中仅十多公里,距唐山钱营震中为近70km。那么宝坻王3、王4井的水化观测为什么在近处地震前没有反映,而对远处地震前有反应呢?并且这两次中等地震前的异常类形也不同,这又如何解释?笔者认为造成上述异常表现差异的原因,首先是由这两次中等地震的类型或者说是由决定其发生的地质构造背景的不同所造成的。宝坻地震震中位于宝坻断裂和蓟运河断裂的交汇区,其震源深度为14km,从该区中部地壳结构看,它是处于武清凹陷的北部边缘,其震源处介质与结构相对均匀、连续。具备形成源区闭锁及源外区微破裂发育的孕震过程的条件。从而在震前显示出小震活动空区异常,之所以在震前距震中仅十余公里的水化观测未出现短临性异常变化,估计其可能性原因是,作为一次中等地震,其震前能量聚集是有限的,可能不会影响到其深部介质或地壳表部的断裂构造发生显著的变化与活动,并造成水化学组份和气体组份的变化。唐山钱营地震位于发生唐山7.8级地震的宁河—唐山断层上,而且该区剩余能量的调整、释放主要沿该主干断层上进行,这与上述连续介质中所可能产生的震源孕育机制不同,其强余震前地震活动异常,表现为余震衰减的序列中所出现的平静或较长时间缺少中等以上能量震级余震的情况,如此次震前的余震序列衰减异常等(图7)。但与已往唐山老区多次4级以上余震不同的是,本次中等余震前出现了多项的水化成组异常。对此,笔者认为这不能不和当时华北北部的震情形势结合起来去分析认识。关于华北北部震情形势比较一致的认识是:自1994年以来,该区4级以上地震逐年增多,并形成张家口—渤海NW向地震条带,由此显示出华北北部应力场有序增强的态势,在此地震活动异常的持续发展形势下,于1998年1月在上述NW地震带的西北端发生了张北—尚义6.2级地震。此震后,华北4级以上地震仍具有沿NW地震带活动的特征,表明华北北部应力相对集中的情况仍未有发生改变,而钱营ML5.0就是在这一区域应力集中的背景下发生的,由此进一步分析认为该震的发生不仅仅是唐山余震衰减过程中的一次起伏活动,它的发生以及宝坻水化多项、成组的异常变化皆是华北北部应力集中过程中的产物和反映,它们的出现在时间上即具有一定的同步性,也有一定的偶然性。由上述认识,认为1993年11月宝坻ML4.4地震前之所以未有明显的短临异常出现,除了前面提出的可能性原因外,这和总体地震形势也有一定的关系,当时华北北部应力场正处于1989年和1991年的两次大同6级地震能量释放后的相对减弱的状态下,因此无论是区域应力场或是局部(震源)的应力场集中都不可能激发起各种前兆的异常性变化。另者,还应指出的是,在唐山7.8级地震后不久,在宝坻地区于1976年8月、12月及1977年6月曾先后发生MS5.1、5.5和4.1级地震,其强度虽较高,但震前未产生小震空区等异常现象,显然,这与唐山强震后区域应力场的快速调整或扰动直接有关。4关于一次中等地震前的特征通过以上两次不同类型中等地震前的异常情况及其发生的时、空背景条件的对比分析,在中等地震分析预测方面得到以下二点初步认识:(1)在区域应力状态相对平稳的时期,及中深部地壳介质、结构相对连