淺談地震預(yù)兆信息的接收
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對(duì)陜、甘、青、川、渝、滇地區(qū)的電磁觀測(cè)網(wǎng)進(jìn)行了動(dòng)態(tài)跟蹤與分析，資料的時(shí)間跨度從2008年1月—2013年6月，共計(jì)5年多的資料分析與累計(jì)．在跟蹤與分析過(guò)程中發(fā)現(xiàn)2013年4月20日蘆山MS7．0地震前存在一些大震異常電磁信息．通過(guò)對(duì)上述電磁觀測(cè)網(wǎng)觀測(cè)資料跟蹤分析，在2013年4月2日的資料分析中注意到，2013年3月30日在曲江臺(tái)記錄到了地電場(chǎng)異常信號(hào)，其最為顯著的特征就是幅度大，除東西向長(zhǎng)極距外其余5個(gè)測(cè)道上記錄到的異常信號(hào)幅度均大于1400mV／km．尤其在南北測(cè)向短極距上觀測(cè)到的異常信號(hào)幅度達(dá)到3680mV／km，該信號(hào)的持續(xù)時(shí)間為1小時(shí)30分．造成這么大幅度的信號(hào)有如下幾種原因：信號(hào)源本身發(fā)出了強(qiáng)信號(hào)；②在強(qiáng)信號(hào)到達(dá)時(shí)臺(tái)址下方非均勻性電性結(jié)構(gòu)對(duì)信號(hào)又有放大作用；外來(lái)信號(hào)的激發(fā)引起個(gè)別電極的激發(fā)極化．從長(zhǎng)期對(duì)該臺(tái)的跟蹤分析可知，自2007年建臺(tái)以來(lái)，在筆者收集的該臺(tái)1300條特征曲線中除汶川大震信號(hào)外，這是最大幅度的異常信號(hào)．總結(jié)其幅度超過(guò)3000mV／km的地震電信號(hào)基本上可判定為大震信號(hào)．在該臺(tái)地電場(chǎng)多極距的觀測(cè)中，由于臺(tái)址下方電性結(jié)構(gòu)的非均勻性，使得該臺(tái)在同一方向上的長(zhǎng)、短極距觀測(cè)值存在明顯差異．通過(guò)對(duì)該臺(tái)的多次地電暴信號(hào)比較分析和標(biāo)定基本可以得出這樣的認(rèn)識(shí)，而從物理機(jī)制上證明這一特點(diǎn)則有待于對(duì)其臺(tái)址結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維高密度電法勘探研究加以確認(rèn)．2013年4月4日6時(shí)50分左右，重慶仙女山臺(tái)地電場(chǎng)出現(xiàn)異常信號(hào)．該信號(hào)幅度達(dá)到自2008年10月底建臺(tái)有記錄以來(lái)的最大值．其特征是持續(xù)時(shí)間1小時(shí)30分，且在南北測(cè)向和北東測(cè)向出現(xiàn)長(zhǎng)、短極距觀測(cè)極性相反的現(xiàn)象．根據(jù)調(diào)查與分析，可排除雷電、測(cè)區(qū)內(nèi)噪聲的因素．從地電場(chǎng)多極距觀測(cè)原理來(lái)講，在地下為均勻介質(zhì)的條件下，信號(hào)源較遠(yuǎn)時(shí)在長(zhǎng)極距上觀測(cè)到的異常信號(hào)一定與短極距上觀測(cè)到的異常信號(hào)具有相同的極性，只有信號(hào)源在測(cè)區(qū)內(nèi)時(shí)才會(huì)產(chǎn)生長(zhǎng)、短極距信號(hào)極性相反的情形．但在實(shí)際中地下介質(zhì)電性往往是不均勻的，尤其是臺(tái)站下方的介質(zhì)，在此條件下也會(huì)出現(xiàn)遠(yuǎn)源信號(hào)的極性在長(zhǎng)、短極距上相反的情形，如上海高壓輸電接地極大電流信號(hào)在20km以外的觀測(cè)臺(tái)就出現(xiàn)過(guò)這種情形．此時(shí)，相對(duì)于0．4km的長(zhǎng)極距而言，20km可視為遠(yuǎn)源．
2極距觀測(cè)曲線
中南北向短極距觀測(cè)曲線與北東向短極距觀測(cè)曲線對(duì)比可以看到，在南北向中間位置的電極存在著受激極化的可能，也就是受外來(lái)信號(hào)的激發(fā)時(shí)電極本身很小的極化電位也會(huì)突然變得很大，且會(huì)導(dǎo)致長(zhǎng)、短極距上信號(hào)的反向極化．與陸陽(yáng)泉同志交流表明該現(xiàn)象在不極化電極的研制試驗(yàn)過(guò)程中也曾出現(xiàn)過(guò)．筆者注意到，在有地電場(chǎng)和電磁擾動(dòng)同步觀測(cè)的臺(tái)站，許多信號(hào)在這兩種觀測(cè)系統(tǒng)中不是被同時(shí)觀測(cè)到，往往在地電場(chǎng)異常信號(hào)出現(xiàn)的時(shí)刻電磁擾動(dòng)卻沒(méi)有出現(xiàn)異常，或電磁擾動(dòng)出現(xiàn)異常信號(hào)時(shí)地電場(chǎng)觀測(cè)卻并不出現(xiàn)異常信號(hào)．地電場(chǎng)異常信號(hào)和電磁擾動(dòng)異常信號(hào)同步出現(xiàn)的情況相對(duì)較少．地電場(chǎng)異常信號(hào)出現(xiàn)的同一時(shí)間內(nèi)，在該臺(tái)布設(shè)的電磁擾動(dòng)儀（觀測(cè)頻段為0．5—10Hz）也觀測(cè)到了該時(shí)段的超低頻（ULF）信號(hào)．重慶仙女山臺(tái)電磁擾動(dòng)信號(hào)自2013年3月11日開(kāi)始連續(xù)不斷地出現(xiàn)異常，其主要特征是電擾動(dòng)出現(xiàn)明顯信號(hào)，正常背景值通常在1mV／km左右．而磁擾動(dòng)觀測(cè)在東西和南北方向都比較穩(wěn)定．但在4月4日6時(shí)50分左右，電磁擾動(dòng)都出現(xiàn)了較大異常，20：00—21：00磁擾動(dòng)也較大．尤其是磁擾動(dòng)信號(hào)自2008年10月建臺(tái)以來(lái)從未出現(xiàn)過(guò)如此大幅度的異常信號(hào)．在地電場(chǎng)觀測(cè)網(wǎng)中存在著一種現(xiàn)象，即有的臺(tái)映震效能高，有的臺(tái)映震效能低，這與臺(tái)站位置及其區(qū)域地下介質(zhì)電性結(jié)構(gòu)的非均勻性特征密不可分；馬欽忠，錢(qián)家棟，2003；黃清華，林玉峰，2010）．在筆者收集的成都臺(tái)2100條地電場(chǎng)特征曲線中，時(shí)間跨度為2007年7月—2013年6月近6年時(shí)間．其中最多的異常信號(hào)時(shí)間段出現(xiàn)在2008—2010年．2011年以后臺(tái)站人員對(duì)該臺(tái)地電場(chǎng)觀測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了改造，一是將電極全部更換；二是將共用電極區(qū)位置移動(dòng)，將長(zhǎng)、短極距的兩個(gè)共用電極埋在了緊鄰電線桿的地下，使得共用電極區(qū)地下局部非均勻電性結(jié)構(gòu)對(duì)觀測(cè)產(chǎn)生了非常大的影響，因此該臺(tái)地電場(chǎng)觀測(cè)的映震效能不如以前，而且地電場(chǎng)信號(hào)的幅度特征也與以前不同．也就是說(shuō)利用以前的信號(hào)幅度特征經(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷以后的信號(hào)幅度特征，所反映的震級(jí)會(huì)出現(xiàn)較大誤差．盡管如此，成都臺(tái)地電場(chǎng)觀測(cè)記錄到的地震電信號(hào)還是非常豐富的．通過(guò)對(duì)汶川MS8．0地震及其隨后的一系列強(qiáng)余震的檢驗(yàn)，在上述2100條特征曲線中通過(guò)本文上述排除法之后所選出來(lái)的異常信號(hào)與地震的對(duì)應(yīng)關(guān)系較好，汶川MS8．0地震前的資料分析及其MS≥5．0強(qiáng)余震前都出現(xiàn)了地震電信號(hào)．
3成都地電場(chǎng)臺(tái)
通過(guò)分析，筆者認(rèn)為成都地電場(chǎng)臺(tái)是一個(gè)對(duì)地震很敏感的臺(tái)站，也就是所謂的“敏感點(diǎn)”或“穴位”．在蘆山MS7．0地震前一天，即2013年4月19日，在成都臺(tái)觀測(cè)到了一組異常電信號(hào)，其特征為持續(xù)時(shí)間30分鐘．雖然該信號(hào)持續(xù)時(shí)間不長(zhǎng)，但其幅度非常大，其中最大的是東西向的短極距觀測(cè)值，高達(dá)2154mV／km，且主要是在東西向和南北向長(zhǎng)、短極距記錄到大幅度信號(hào)，而在北東向的長(zhǎng)、短極距上記錄的信號(hào)幅度非常小．筆者研究認(rèn)為，鹽源臺(tái)是川滇交界地區(qū)7個(gè)地電場(chǎng)臺(tái)站（瀘沽湖臺(tái)、鹽源臺(tái)、紅格臺(tái)、小廟臺(tái)、嵩明臺(tái)、元謀臺(tái)、羅茨臺(tái)）中映震能力最強(qiáng)的一個(gè)臺(tái)站．該臺(tái)在2008年5月12日汶川MS8．0地震及其強(qiáng)余震前都記錄到了較好的地震電信號(hào)．2013年4月20日蘆山MS7．0地震前3天，即2013年4月17日，鹽源臺(tái)記錄到了較為明顯的異常信號(hào)，持續(xù)時(shí)間為20分鐘，幅度最大為124mV／km．蘆山MS7．0地震前4天，即2013年4月16日，小廟臺(tái)記錄到了非常突出的異常電信號(hào)．該信號(hào)幅度大，持續(xù)時(shí)間為28分鐘．由圖8可以看到，南北方向的短極距信號(hào)幅度達(dá)1萬(wàn)246mV／km；北東方向的短極距信號(hào)幅度達(dá)6976mV／km，其幅度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其它測(cè)道上的信號(hào)幅值，且它們的信號(hào)波形形態(tài)相同；而南北測(cè)道和東西測(cè)道上的長(zhǎng)極距信號(hào)幅度分別為358和344mV／km．在北東向長(zhǎng)極距上未記錄到東西向短極距上信號(hào)畸變．該現(xiàn)象在一些地電暴信號(hào)的記錄中也曾出現(xiàn)過(guò)，推測(cè)應(yīng)該是儀器相應(yīng)測(cè)道的記錄問(wèn)題．由上述多極距觀測(cè)系統(tǒng)原理分析可知，電極區(qū)地下存在非均勻電性體時(shí)或該電極受到外部電流信號(hào)的沖擊激發(fā)極化時(shí)均會(huì)產(chǎn)生這樣的特征．以往在距小廟臺(tái)10km左右的西昌高壓輸電接地極向地下注入4500A的大電流時(shí)，小廟臺(tái)記錄到的信號(hào)特征也顯示南北向短極距和北東向短極距信號(hào)幅度大于其它極距的信號(hào)幅度，其幅值分別為1222和914mV／km，說(shuō)明在小廟臺(tái)南北方向3個(gè)電極中的中間電極區(qū)地下局部區(qū)域存在電性非均勻體，其作用是當(dāng)?shù)仉妶?chǎng)信號(hào)通過(guò)其區(qū)域時(shí)就會(huì)被放大，非均勻體的電阻率絕對(duì)值相對(duì)于其周?chē)橘|(zhì)的電阻率越大，對(duì)信號(hào)的放大作用也越強(qiáng)．另外，在受激極化時(shí)電極極化信號(hào)也會(huì)大大增強(qiáng)．經(jīng)實(shí)際落實(shí)，2013年4月16日21—22時(shí)西昌高壓輸電接地極沒(méi)有向地下注入電流，而當(dāng)日小廟臺(tái)臺(tái)站觀測(cè)日志寫(xiě)到：“儀器工作正常，外環(huán)境正常，外線路正常．21—22時(shí)出現(xiàn)不明原因干擾，數(shù)據(jù)出現(xiàn)突跳”，因此也排除了雷電信號(hào)的可能，且當(dāng)時(shí)也沒(méi)有源自電離層的地電暴發(fā)生．因此，這就排除了該異常信號(hào)源自于高壓輸電接地極、雷擊及地電暴．在川滇交界區(qū)域再也沒(méi)有大于西昌高壓輸電接地極大電流強(qiáng)度的信號(hào)源，該臺(tái)附近的信號(hào)源以及單純電極極化所產(chǎn)生的噪聲幅度遠(yuǎn)不可能達(dá)到圖8所示的信號(hào)幅度．因此，2013年4月16日小廟臺(tái)記錄到的異常電信號(hào)是臺(tái)站附近及遠(yuǎn)處人類(lèi)噪聲、雷擊噪聲及地電暴噪聲所無(wú)法解釋的，它很可能就是蘆山MS7．0前的地震電信號(hào)．由上述可以看到，蘆山MS7．0地震前在川滇交界地區(qū)的地電場(chǎng)觀測(cè)網(wǎng)（鹽源臺(tái)、小廟臺(tái)、紅格臺(tái)、瀘沽湖臺(tái)、元謀臺(tái)、嵩明臺(tái)、羅茨臺(tái)）中只有鹽源臺(tái)和小廟臺(tái)記錄到了地震電信號(hào)，也就是說(shuō)這7個(gè)臺(tái)中只有少數(shù)臺(tái)觀測(cè)到了地震電信號(hào)．由表1可以看到，這些地震電信號(hào)的幅度變化特征并非遵循均勻介質(zhì)的情形，即距離震中區(qū)越遠(yuǎn)越小的特點(diǎn)．這與南北地震帶地質(zhì)構(gòu)造及其介質(zhì)非均勻性的復(fù)雜性密切相關(guān)．另外，由表1也可以看到，隨著時(shí)間的推移異常信號(hào)有向震中方向遷移的趨勢(shì)．遺憾的是在震中區(qū)沒(méi)有電磁觀測(cè)臺(tái)站，否則該遷移現(xiàn)象可能會(huì)更加明顯．
作者：呂鑲金單位：成都電場(chǎng)臺(tái)
