廣東東源地震與震磁響應

葉向頂，張 慧，張 帆

（海南省地震局預報中心，?？?570203）

廣東東源地震與震磁響應

葉向頂，張 慧，張 帆

（海南省地震局預報中心，?？?570203）

采用地磁短周期日變之低點位移方法和加卸載響應比法，分析了廣東東源縣2012～2013年間三次MS4.0～4.8級地震的震磁響應，發(fā)現(xiàn)震前震中周邊臺站均存在有不同程度的低點位移異常和加卸載響應比異常情況。

廣東河源；震磁響應；低點位移；加卸載響應比

0 前言

2012年2月16日廣東東源縣發(fā)生了MS4.8級地震，此次地震是近幾年來華南地區(qū)所發(fā)生的較大的地震，打破了該地區(qū)MS4.0級以上地震的平靜。同年8月31日又發(fā)生了MS4.2級地震，震中離上次地震有了一點變化。2013年2月22日，東源縣再次發(fā)生MS4.8級地震。即一年內廣東東源縣連續(xù)發(fā)生了三次MS4.0～4.8級地震，引起華南地區(qū)各個有關部門的極大關注。據(jù)廣東省地震局有關專家認為，此三次地震的震中位于河源新豐江水庫庫區(qū)西北邊緣，震源深度分別是13 km、11 km和11 km，但并非水庫誘發(fā)地震，而是屬正常的地殼構造運動的中等天然構造地震。廣東省地震局監(jiān)測資料顯示，自1962年3月19日廣東河源發(fā)生6.1級地震以來，河源當?shù)毓舶l(fā)生過46次4級以上有感地震。近期這三次地震更多反映的是，未來1至2年，東南沿海地震帶可能會步入地震活躍期

本文利用地磁短周期低點位移方法和加卸載響應比方法，分別分析了三個地震震前震中區(qū)周邊臺站的低點位移異常變化和加卸載響應比異常狀況，以求對華南地區(qū)地震前兆異常有個清晰的認識，同時期待能夠促成一些地震預報方面的經驗積累和總結。

所用的兩種方法中，“地磁低點位移異?！蹦壳耙驯粡V泛地應用到地震地磁預測中，其主要判據(jù)是：當一個區(qū)域臺站的地磁垂直分量日變化極小值出現(xiàn)的時間即低點時間，明顯與另一區(qū)域臺站的低點時間不同、具有明顯的突變分界線，并且兩個區(qū)域之間的低點時間相差在兩小時以上。地震往往發(fā)生在突變分界線附近，發(fā)震時間在異常發(fā)生日之后的27 d和前后4 d內[1]。

加卸載響應比1991年由尹祥礎[2]提出，且曾小蘋[3]等均有所論述，認為地震是地震區(qū)介質非線性失穩(wěn)的演變過程，在這一過程中，其介質必定相應產生物理變化和化學變化，其中包含形變應力、重力、地下水、地溫、電導率等變化，這樣，在地磁測點記錄到的靜日變化Sq和擾日變化Ds也會發(fā)生變化，又因地下介質與地磁垂直分量Z的關系較之與其他分量更密切，因此，取Z分量作為計算震源區(qū)加卸載響應比D（z）的參量，即：P（z）=ΔZ+/ΔZ-，每日的垂直分量日變幅值ΔZ+、ΔZ-看作是太陽風對地磁場的加卸和卸載參量，即可得到其響應比值P（z）。

1 資料來源

本文所采用的資料來自震中周邊六個省十個地磁臺站，其中肇慶、瓊中、邕寧和邵陽臺均為國家Ⅰ類臺，其它臺站為國家基本臺，其所使用的儀器為國家地磁臺網中心所推薦的儀器，每年都進行標定校準，儀器的觀測精度較高，可達1 nT左右。各臺站具體情況及與地震震中距如表1。

表1 各地磁臺站相關信息Table 1 Relevant information of the magnetic stations

2 數(shù)據(jù)處理分析

2.1 地磁短周期低點位移法

所謂的“低點位移異?！笔侵傅卮糯怪狈至咳兆儤O小值出現(xiàn)的時間（低點時間）在空間分布的異常特征，這種少見的地磁異?，F(xiàn)象是客觀存在的，據(jù)研究，其與地震的發(fā)生有一定的相關性。廣東東源這三次地震發(fā)生之前，其周邊各臺站的地磁垂直分量低點異常分布如表2。

表2 廣東東源地震與低點位移異常Table 2 The earthquakes and low-value displacement anomalies in Dongyuan

從表中可以看出，這三次地震中，地震3即2013年2月22日的地震，震前地磁低點位移異常出現(xiàn)了兩次，均在震前27天以內，但只有2月9日異常形成了一個小區(qū)域范圍的低點異常 （如圖1、2），其低點異常時間約在10：30（UTC），即地方時18：30左右，遠遠偏離了正常的日變化低點時間（地方時中午12時左右）；地震2即2012年8月31日的地震，僅僅是個別臺站如肇慶、瓊中等出現(xiàn)低點位移異常，并沒有形成區(qū)域性的異常；而地震1即2012年2月16日地震也同樣，僅僅是個別臺站出現(xiàn)異常，且該地震地磁低點異常日期為震前80多天，即2011年11月22日異常。據(jù)有關統(tǒng)計認為，異常后80多天發(fā)生地震的概率只占3%[4]。即可以認為，在東源縣三個地震中，2013年2月22日發(fā)生的MS4.8級地震，震前地磁低點位移前兆異常是可信度較高的。

圖1 2013年2月9日地磁低點位移異常圖Fig.1 Geomagnetic low-value displacement anomalies on Febraury 9th,2013

圖2 2013年2月9日各臺地磁低點位移異常區(qū)域圖Fig.2 Regional map of stations with geomagnetic low-value displacement anomalies in area of every station on Febraury 9th,2013

2.2 地磁加卸載響應比

地球變化磁場垂直分量日變幅度從某種程度來說可以反應地球內部介質電性性質的變化。曾小蘋等在分析了地磁場垂直分量日變幅度極大值及其后極小值之比值（地磁加卸載響應比）與地震的關系之后，發(fā)現(xiàn)其高值與臺站周邊地震有良好的對應關系，即太陽風對地球磁場的加卸載響應比法。圖3為廣東東源地震前地磁垂直分量加卸載響應比圖。根據(jù)經驗，我們以Po（Z）=2.8為閥值，P（Z）≥Po（Z）=2.8即為異常。由圖3及表3可看出：

圖3 廣東東源地震與加卸載響應比（2012-01～2013-06）Fig.3 The earthquakes in Dongyuan and their LURR（2012-01～2013-06）

表3 廣東東源縣地震地磁加卸載響應比P(z)≥Po(Z)=2.8Table 3 The geomagnetic LURR of earthquakes in Dongyuan

（1）地震1。即2012年2月16日廣東東源縣MS4.8級地震震前最靠近震中區(qū)的廣東三個臺站肇慶、新豐江、韶關和江西會昌臺加卸載響應比并無異常，但其周邊各省局臺站則不同程度出現(xiàn)了響應比異常狀況，其中福建龍巖、泉州兩臺異常出現(xiàn)在發(fā)震當天，湖南邵陽臺、廣西河池、邕寧臺異常出現(xiàn)在2月2日，即提前14 d，而位置更遠，海南瓊中臺則較為提前，異常出現(xiàn)在于1月23日，提前了24 d。即各臺異常時間都不大同步，異常出現(xiàn)時間由外向內、由西南方向向東南方向轉移，到震中區(qū)消失，即無異常反應，且其P（z）值均有所不一。

（2）地震2。2012年8月31日廣東東源縣MS4.2級地震，異常出現(xiàn)在震前21 d，即8月10日，震中周邊臺站均出現(xiàn)了協(xié)同性異常。觀察發(fā)現(xiàn)，震中及東北方向臺站P（z）值均較西南部臺站高，而廣東肇慶臺則相隔幾天連續(xù)出現(xiàn)兩次異常，第一次異常P（z）高達3.69，且時間上也與其他臺同步。因此，震后廣東局會商結果認為，廣東地區(qū)加卸載響應比高值異常，往往會伴隨著MS5級左右的中強地震的發(fā)生，因此，此次的異常應還會存在發(fā)生更大地震的可能性。結果半年后，即2013年2月22日廣東東源縣又再次發(fā)生MS4.8級的中強地震。

（3）地震3。2013年2月22日廣東東源縣MS4.8級地震，此次地震震中與第一次地震相差無幾，其最顯著的特點是加卸載響應比異常與低點位移異常同步，均在2月9日同時出現(xiàn)，但各臺異常出現(xiàn)時間卻是一致的，且異常臺站如前所述，形成了一個區(qū)域性的異常。

3 結語

從對地磁短周期日變化Z分量低點位移分析中可以看到，在廣東東源縣三個地震中，各臺均存在不同程度的低點位移異常，但唯有2013年2月22日的MS4.8級地震形成了一個區(qū)域性的異常。因此可以認為，本次前兆異常包含有某些震磁異常信息，該信息對本次地震的預測具有一定的參考意義。

在用加卸載響應比的分析中，三個地震同樣存在不同程度的響應過程、均各有各自的顯著特點。地震1顯示了異常出現(xiàn)時間由外而內、由遠及近直到在震中區(qū)無異常的特點；地震2在三個地震中震級最小，但異常的區(qū)域范圍卻最廣。另外從廣東肇慶臺的高值異常上看，這可能是一次異常對應二次地震，即本次異常，除對應地震2這次相對較弱的地震之外，更可能是2013年2月22日發(fā)生的MS4.8級地震的前兆異常；地震3中最為顯著的特點就是加卸載響應比和低點位移異常出現(xiàn)的時間的同步性，即如果說這些異常作為地震前兆異常的話，那么此次異常是三個地震中最為明顯的前兆異常，也是最值得關注的。

從以上分析中看到，地震1和地震3震中地點幾乎處在同一個位置上，但兩次地震所出現(xiàn)的異常響應無論是從異常出現(xiàn)時間還是異常表現(xiàn)形式均大有不同，體現(xiàn)了地震的震源機制的復雜性。

[1]丁鑒海、黃雪香.地磁垂直分量日變 “低點位移”預報地震方法實用化研究[C]//地震預報方法實用化研究文集地磁地電專輯.國家地震局科技監(jiān)測司編，北京：學術書刊出版社，1990：96-126.

[2]尹祥礎，尹燦.非線性系統(tǒng)失穩(wěn)的前兆與地震預報-響應比理論及其應用[J].中國科學 (B），1991（5）：512-518.

[3]曾小蘋，續(xù)春榮，趙明，等.地球磁場對太陽風的加卸載響應與地震[J].地震地磁觀測研究，1996，17（1）：49-53

[4]陳紹明，謝美娟.地磁垂直分量日變低點位移預報方法研究[C]//地震預報方法實用化研究文集地磁地電專輯.國家地震局科技監(jiān)測司編.北京：學術書刊出版社，1990：127-134.

The Magnetic Response of Dongyuan Earthquakes in Guangdong Province

YE Xiangding，ZHANG Hui，ZHANG Fan

（The Earthquake Administration of Hainan Province，Haikou 570203，China）

By utilizing low displacement method and LURR method of the earth short cycle diurnal variation，the paper analyzes the seismomagnetic of 3 MS4.0～4.8 earthquakes during 2012 to 2013 in Dongyuan of Guangdong province，The results show that there existed different levels of low-value displacement anomalies and unload response ratio anomalies before the earthquake epicenter surrounding stations.

Guangdong Heyuan；Magnetic response；Low displacement；LURR

P315.721

A

1001-8662（2014）03-0104-05

10.13512/j.hndz.2014.03.17

葉向頂，張 慧，張 帆.廣東東源地震與震磁響應[J].華南地震，2014，34（3）：104-108.[YE Xiangding，ZHANG Hui，ZHANG Fan.The Magnetic Response of Dongyuan Earthquakes in Guangdong Province[J].South china journal of seismology，2014，34（3）：104-108.]

投稿日期：2013-12-25

葉向頂 (1973-)，男，工程師，主要研究方向為地震地磁觀測與數(shù)據(jù)處理.

E-mail:422293776@qq.com.