電磁波異常與相關(guān)地震的探討

1、第13卷第1期1997年3月東北地震研究SEISMOLOGICALRESEARCHOFNORTHEASTCHINAVol113,No11Mar11997()(121000),結(jié)合近年來(lái)觀測(cè)實(shí)踐,深入具體的分析,同時(shí)也總結(jié)了觀測(cè)儀器的有效使用與,。震前電磁波;漸態(tài)變化;大陸內(nèi)部斷層地震;電磁輻射;微破列;巨破裂1前言利用震前電磁波異常信息進(jìn)行地震的短臨預(yù)報(bào)的工作在我國(guó)已經(jīng)開(kāi)展20多,年我們涉足電磁波這一新領(lǐng)域已有近十年歷史。我臺(tái)先用的是土地電埋地電極為探頭,自制簡(jiǎn)易電路為放大裝置,以電位差計(jì)做記錄的原始電磁波儀。從1991年起先后購(gòu)置多臺(tái)江蘇省地震局研制的電磁信息觀測(cè)儀。其中有一臺(tái)型號(hào)為ULF2

2、 型專(zhuān)門(mén)接收011Hz10Hz信號(hào)的超低頻機(jī),用三個(gè)探頭同時(shí)接收EW、NS、垂直三個(gè)方向的地下電磁波;三臺(tái)型號(hào)為DPJ2 型專(zhuān)門(mén)接收空中38133kHz頻段電磁輻射的點(diǎn)頻機(jī),同時(shí)呈EW、ES、WS三個(gè)方向展布。記錄儀分別采用的是改進(jìn)的DK21四筆道和DJ21三筆道滾桶式記錄儀。另一臺(tái)接收頻段為5KHz的新型低頻機(jī),外型與原超低頻機(jī)一樣,但抗干擾性增強(qiáng)了,不再受流動(dòng)鐵器及人為影響了,記錄儀也改為了JS21型數(shù)字采集儀,增加了NS、ES、WS三個(gè)監(jiān)測(cè)方向。原超低頻和點(diǎn)頻也都改進(jìn)為滾桶模擬與數(shù)采量化記錄并舉。最近又購(gòu)進(jìn)一臺(tái)由486微機(jī)監(jiān)控的MDZQY2 型八方位電磁地震前兆觀測(cè)儀,時(shí)刻記錄著錦州本地

3、地下5km、7km、10km三個(gè)不同深度的地應(yīng)力變化及來(lái)自四面八方的電磁波變化。2機(jī)理關(guān)于震源電磁輻射的存在,近年來(lái),國(guó)內(nèi)外許多專(zhuān)家做了各種廣泛深入的實(shí)驗(yàn)。其結(jié)果無(wú)論是小塊巖石的摩擦、擊碎實(shí)驗(yàn);巖石的單軸壓力和圍壓實(shí)驗(yàn);或是化學(xué)爆破和地下爆破的野外觀測(cè)以及實(shí)地的水壓致裂實(shí)驗(yàn),都證實(shí)巖石在破裂過(guò)程中產(chǎn)生電磁輻射。大量的觀測(cè)接收實(shí)驗(yàn)證明:這種輻射產(chǎn)生于巖石的微破裂和巨破裂。199604收到本文初稿東北地震研究13卷32從地應(yīng)力的角度看,地震的發(fā)生過(guò)程,無(wú)非是地應(yīng)力在某一區(qū)域積累釋放調(diào)整穩(wěn)定。我們通過(guò)多年的觀測(cè)實(shí)踐認(rèn)為就我國(guó)東部地區(qū)的破壞性地震來(lái)說(shuō),應(yīng)力主要來(lái)自太平洋板塊向歐亞大陸的俯沖。使俄遠(yuǎn)東,

4、日本、臺(tái)灣、菲律賓、印尼、這一弧型板塊交接帶地震頻繁、火山多發(fā);促使我國(guó)內(nèi)蒙、環(huán)渤海及東南沿海震災(zāi)不斷、損失巨大。3認(rèn)識(shí)就地球上任意一點(diǎn)來(lái)說(shuō),在正常狀態(tài)下,就它的電磁場(chǎng)說(shuō)也應(yīng)該是個(gè)常量,只有在地震發(fā)生前,電磁波才會(huì)有相應(yīng)的變化,出現(xiàn)地震前兆異常:板塊交接帶區(qū)域發(fā)生地震,電磁波異常來(lái)得急快;而我國(guó)東部大華北發(fā)生近震,電磁波異常,快。,超低頻探頭又置放于-3m地下室底部,收到大量寶貴的地下和空中電磁波信息。通過(guò)實(shí)踐認(rèn)識(shí),逐漸探索到了電磁波異常與海城、唐山老震余震的對(duì)應(yīng)關(guān)系。成功地向市辦多次反映了海城ML3級(jí)以上唐山ML4級(jí)以上中強(qiáng)余震的前兆信息。為了更好地區(qū)分余震方位以及捕捉新震,近震,地方震,利

5、用點(diǎn)頻機(jī)磁天線(xiàn)的可轉(zhuǎn)性,一有異常,就轉(zhuǎn)動(dòng)磁天線(xiàn),找來(lái)波方向,對(duì)超低頻探頭易受人為干擾的弊病,1993年底就對(duì)其插口進(jìn)行了改進(jìn),給探頭做了個(gè)鋁屏蔽裝置,屏蔽掉了周?chē)墓I(yè)游散電流,解決了大型火電廠強(qiáng)大電磁場(chǎng)的干擾,又圈了圍墻,保證25m之內(nèi)沒(méi)有流動(dòng)鐵器,使地下信息的接收更加集中,異常方向性也十分明顯了。通過(guò)多年觀測(cè),逐漸認(rèn)識(shí)了多種異常波型,認(rèn)識(shí)到震前電磁波的變化與地應(yīng)力能量積累有關(guān),就其異常波型、方位、幅值、天數(shù)與將要發(fā)生的地震三要素密切相關(guān)。近震和地方震震前異常的漸態(tài)變化特征是:“波型先細(xì)小而零碎,后漸大而連續(xù),異常多達(dá)幾天或幾十天”。異常不足一個(gè)月,構(gòu)不成破壞性地震。在時(shí)間上顯示了良好的的提

6、前量,為我們預(yù)報(bào)這種地震提供了寶貴的時(shí)間信息。一般來(lái)說(shuō):“異常相應(yīng)的多少?zèng)Q定震中距的遠(yuǎn)近異常一個(gè)相位、多對(duì)應(yīng)400km1000km之內(nèi);異常二個(gè)相位多對(duì)應(yīng)200km400km之間;異常3個(gè)相位才對(duì)應(yīng)200km之內(nèi)的近震與地方震。發(fā)震方位一般就是異常最大的相位所指的方向;發(fā)震時(shí)間為異常結(jié)束后1天12天。震級(jí)與異常天數(shù)與異常幅值正相關(guān);震級(jí)的經(jīng)驗(yàn)公式為Ms=311lgT+015,Ms為未來(lái)地震震級(jí),T為異常持續(xù)天數(shù);震級(jí)與異常幅值的關(guān)系是:幅值越大相關(guān)地震震級(jí)越大。幾年來(lái)我們用此方法較成功向市局,省局預(yù)報(bào)了遼寧朝陽(yáng)ML419級(jí)地震,遼寧海城1995年4月15日ML510級(jí)地震,山東蒼山1995年9

7、月20Ms512級(jí)地震,河北唐山1995年10月6日Ms510級(jí)地震,渤海1996年3月23日ML412級(jí)地震遼蒙交界貝子府1966年7月17日ML511級(jí)地應(yīng)震。4震例分析4111994年10月22日遼寧朝陽(yáng)ML419級(jí)地震我臺(tái)95km屬地方震范疇。其異常特征是:超低頻三個(gè)相位與點(diǎn)頻多方位同時(shí)發(fā)生異常。1期郭寶昌等:電磁波異常與相關(guān)地震的探討33超低頻以東西向?yàn)橹?從9月15日出現(xiàn)異常到10月20日結(jié)束,長(zhǎng)達(dá)35天之多。超低頻的垂直向在震前10多天開(kāi)始出現(xiàn)擺動(dòng)和大突跳。我們認(rèn)定該異常后,多次向市地震辦匯報(bào),并于1994年9月26日市地震辦主持召開(kāi)的第四季度地震趨勢(shì)會(huì)商會(huì)上介紹了我臺(tái)近期異常圖

8、表多幅,在會(huì)上明確提出意見(jiàn):“熊岳ML417級(jí)地震之后,超低頻以東西向?yàn)橹鞯漠惓Ｈ栽诩觿“l(fā)展,結(jié)合轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)頻磁天線(xiàn),確認(rèn)近期在錦州東南或西北兩個(gè)方位的鄰區(qū),ML5級(jí)左右地震的可能”。結(jié)果于10月22日朝陽(yáng)西五家子發(fā)生ML419級(jí)地震圖1朝陽(yáng)ML419級(jí)地震異常波形Fig11AnomalousshapeofML419earthquakeinchaoyang圖1是該震震前4天的異常形態(tài)。4121995年4月15日遼寧營(yíng)口ML510級(jí)地震。該震震中距我臺(tái)110km。其異常特征是:超低頻EW向從3月初開(kāi)始出現(xiàn)異常,而且不斷發(fā)展,垂直與NS向同時(shí)伴生,由于它持續(xù)時(shí)間長(zhǎng),一直引起我們關(guān)注,為此曾在3月底錦州

9、市地震辦召開(kāi)的第二季度地震趨勢(shì)會(huì)商會(huì)上強(qiáng)調(diào)了這一異常。說(shuō)明近期將在我東南或西北兩個(gè)方位有近震,震級(jí)大約5級(jí)左右。會(huì)商意見(jiàn)記載了我們的異常情況。4月12日又向錦州市地震市辦反映了臨震異常,該震異常時(shí)間長(zhǎng)達(dá)36天,點(diǎn)頻也有脈沖及越軌異常(圖2)。圖2是該震震前7、8天的異常形態(tài)。4131995年9月20日山東蒼山Ms512級(jí)地震該震震中距我臺(tái)720km,其異常特征是:我臺(tái)超低頻NS向從8月3日開(kāi)始出現(xiàn)一個(gè)新異常,一改往日以東西向?yàn)橹鞯木置?隨著它的不斷深化越來(lái)越引起我們關(guān)注,為此,在長(zhǎng)達(dá)39天異常時(shí)間里,我們時(shí)刻留心這一異常的結(jié)束,多次轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)頻機(jī)磁天線(xiàn),確定來(lái)波方向?yàn)檎媳薄Ｋ?月12日晚18時(shí)

10、30分左右異常一結(jié)束,立即分析判斷,于13月下午上報(bào)市東北地震研究13卷34圖2營(yíng)口ML5.0級(jí)地震波形異常Fig12AnomalousshapeofML512earthquakeinyingkou辦并通過(guò)市辦上報(bào)省局,提出:“預(yù)報(bào)將在未來(lái)10天內(nèi),300km至1000km的范圍內(nèi)將發(fā)生”結(jié)果9月20日山東蒼ML6級(jí)左右地震,”發(fā)震方位在南北方向,主要是南面,不是地方震。山發(fā)生MS512級(jí)地震。由于我們提前預(yù)報(bào),受到了省局的通報(bào)表?yè)P(yáng)。該震異常特點(diǎn)是:“單向、新型、異常漸重伴有垂直向臨震突跳及點(diǎn)頻臨震脈沖,說(shuō)明新震區(qū)距我臺(tái)稍遠(yuǎn)(圖3)。圖3蒼山MS512級(jí)地震異常波形Fig13Anomalons

11、shapeofMS512earthquakeinchangshan1期郭寶昌等:電磁波異常與相關(guān)地震的探討35圖3是該震震前8天異常波型。4141995年10月6日河北古冶MS510級(jí)地震該震震中距我臺(tái)290km。在山東蒼山地震之后,我臺(tái)的超低頻、點(diǎn)頻均未平靜,但南北向異常波型稍有變化,垂直向半個(gè)月之內(nèi)連續(xù)出現(xiàn)13次大幅擺動(dòng)和突跳。在異常期間,我們又做了尋找異常方位的工作,確定了異常方位在西南,在9上,我們提出:“10月上旬將在西南方向的300km處至1000km5級(jí)以上地震,會(huì)議結(jié)束后,6日河北古冶發(fā)生MS512級(jí)地震,我區(qū)也普遍有感:地震異常疊加在一起了,明了這一點(diǎn)。,說(shuō)明該震震中距將不會(huì)

12、象蒼山一樣500km以遠(yuǎn),4)。圖4古冶MS510級(jí)地震異常波型Fig14AnomlousshapeofMS510earthquakeinguye4151996年3月23日渤海ML412級(jí)地震該震震中位于E11921、N3840的渤海之中,距我臺(tái)345km。我臺(tái)對(duì)于該震的三要素預(yù)報(bào)是比較成功的。該震出現(xiàn)震前異常時(shí),正值遼西鬧地震誤傳之時(shí),說(shuō)什么:“6日凌晨13時(shí)錦州地區(qū)將要發(fā)生7級(jí)大地震?！币粫r(shí)錦州、葫蘆島市區(qū)出戶(hù)外人口多達(dá)20余萬(wàn),加之其它市區(qū)縣鎮(zhèn)出戶(hù)人口共達(dá)40余萬(wàn)。我廠職工家屬也出戶(hù)800多人。當(dāng)時(shí)我臺(tái)確實(shí)有個(gè)新異常,但是異常天數(shù)剛剛12天,還構(gòu)不成破壞性地震。所以我們立即同廠領(lǐng)導(dǎo)聯(lián)系,

13、及時(shí)做了地震宣傳工作,讓大家回到室內(nèi)。該震異常特征是:MS單相異常,從2月23日開(kāi)始到3月13月東北地震研究13卷36結(jié)束,歷時(shí)20天,異常波型也有別于山東蒼山512級(jí)地震,在11日前后垂直相也相映出現(xiàn)異常,加之我們?cè)D(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)頻磁天線(xiàn),確認(rèn)異常方位在南南西,所以15日我們經(jīng)會(huì)商上報(bào)市地辦及省局。預(yù)報(bào)意見(jiàn)是:“16日26日期間,在E118E120,N34N38范圍之內(nèi),將有一個(gè)MS5級(jí)左右,應(yīng)低于5級(jí)的地震。結(jié)果如期渤海發(fā)生了ML412級(jí)地震。該震北偏圈定預(yù)報(bào)震中僅50km,方向在預(yù)定之中,發(fā)震時(shí)間在預(yù)報(bào)時(shí)間之內(nèi)(圖5)圖5渤海ML412級(jí)地震異常波形Fig15AnomalousshapeofML

14、412earthquakeinBohai圖6包頭MS614級(jí)地震異常波形Fig16AnomalousshapeofMS614earthquakeinBaotou4161996年5月3日內(nèi)蒙包頭MS614級(jí)地震該震震中距我臺(tái)不到1000km,也屬近震范疇。我臺(tái)震前異常特征是:4月11日上午超低頻東西向出現(xiàn)一次大幅擺動(dòng),預(yù)示我臺(tái)西部?jī)?nèi)陸將來(lái)中強(qiáng)地震發(fā)生。4月21日我臺(tái)又出現(xiàn)一次連續(xù)4天的超低頻三個(gè)相位都有的近震異常波型。24日將此情況及時(shí)上報(bào)了市地辦與廠領(lǐng)導(dǎo),認(rèn)為該異常若持續(xù)發(fā)展到本月底或下月初,本地及較近地區(qū)將有可能發(fā)生破壞性地震。廠1期郭寶昌等:電磁波異常與相關(guān)地震的探討37長(zhǎng)當(dāng)晚即來(lái)臺(tái)查看異

15、常情況。由于該異常在4月27日結(jié)束,我們又向廠長(zhǎng)和市辦反映說(shuō):該震不象地方震了,有破壞性地震也離我們較遠(yuǎn)了,結(jié)果5月3日包頭發(fā)生MS614級(jí)地震(圖6)該震震后錦州市又鬧了一次地震誤傳,說(shuō)什么17日左右錦州將有7級(jí)以上地震。一時(shí)搞得城鄉(xiāng)都搭起防震蓬,不少人夜不進(jìn)戶(hù),為了平息這次誤傳,地震臺(tái)深入調(diào)查,又同市辦到凌海沈家臺(tái)水井了解水氡、水溫變化情況。磁波情況,向市地震辦、省地震局、廠部提出:。使全廠職工家屬得以安心工作與生活,沒(méi)有較大動(dòng)蕩圖7貝子府ML510級(jí)地震異常波形Fig17AnomalousshapeofML510earthquakeinBeizifu4171996年7月17日內(nèi)蒙貝子府M

16、L510級(jí)地震該震震中距我臺(tái)110km。異常特征是:降低放大倍數(shù)的超低頻EW和垂直向在震前幾天一直有明顯異常,因乎略了放大倍數(shù)一事,所以異常沒(méi)引起我們注意。我臺(tái)于7月5日新安裝的八方位電磁信息監(jiān)測(cè)儀,從買(mǎi)的那一天起,就發(fā)現(xiàn)其異常方向在ES和WN兩上相位,一直持續(xù)十多天,15日八路值又呈現(xiàn)近震圓形狀態(tài),16日三路值又反映出16日本地地下地應(yīng)力變化很大,說(shuō)明要有近震,并顯出臨震跡象。于是17日下午向市辦趙科長(zhǎng)反映:“雖然今天早晨6時(shí)36分河北迂西發(fā)生了一個(gè)ML4級(jí)地震,但近日還要有震、有近震,有幾迂西還大的近震。發(fā)震方向在錦州的ES或WN。結(jié)果當(dāng)日晚18時(shí)35分內(nèi)東北地震研究13卷38蒙敖漢的貝子

17、府發(fā)生ML5級(jí)地震(圖7)。5結(jié)束語(yǔ)應(yīng)用電磁波技術(shù)做地震的短臨預(yù)報(bào)與其他手段比,;不足是有時(shí)出現(xiàn)電磁波異常卻不一定對(duì)應(yīng)到地震。,應(yīng)概率是較高的,一般可多達(dá)80%以上。由于我們水平有限、,還都未能,、還屬于看圖說(shuō)話(huà)的定性階段,運(yùn)用好現(xiàn)代武器數(shù)據(jù)采集儀與微機(jī)。進(jìn),以便我們由定性分析向定量分析發(fā)展,將,為近震和地方震的短臨預(yù)報(bào)提供可靠信息。RESEARCHONELECTROMAGNETICWAVEANOMALYANDCORRELATIVEEARTHQUAKEGuoBaochangZhouHuanyuYangYujuan(SeismicstationofJinzhouPowerplant,121006,Jmzhou)ZhaoLianshengTianBaorui(Jinzhouseismicottice,Jinzhou,12100)ABSTRACTHavinganalyzedthemechanismofseismalelectromagneticwaveandhavingcombinedobservationsinrecentyears,thecorrespondingrelationbetweenshortandimpend2inganomalyofpre-earthq