河北邯鄲準(zhǔn)靜電場異常特征研究

喬子云王付良張國苓賈立峰羅 娜河北省地震局，石家莊 050021邯鄲市地震局，河北 056001邢臺(tái)市紅山基準(zhǔn)臺(tái)，河北邢臺(tái) 054000

河北邯鄲準(zhǔn)靜電場異常特征研究

喬子云1）王付良2）張國苓1）賈立峰1）羅 娜3）
1）河北省地震局，石家莊 050021
2）邯鄲市地震局，河北 056001
3）邢臺(tái)市紅山基準(zhǔn)臺(tái)，河北邢臺(tái) 054000

河北邯鄲市地震監(jiān)測中心小北堡臺(tái)（原邯鄲市地震實(shí)驗(yàn)站）成立于20世紀(jì)80年代初，是全國開展準(zhǔn)靜電場觀測較早的臺(tái)站。該觀測系統(tǒng)由兩對(duì)柱狀電極組成SN和EW測向，1981年10月投入運(yùn)行，采用EWY-103圓圖電子電位差計(jì)進(jìn)行記錄。1998年4月，記錄方式更改為重慶執(zhí)行儀器廠出產(chǎn)的3056型開路長圖筆繪連續(xù)記錄，比原系統(tǒng)擴(kuò)大了量程，可調(diào)節(jié)走紙速度，能展現(xiàn)記錄曲線快速擺動(dòng)( 即脈沖組)的真實(shí)形態(tài)，更直接地反映準(zhǔn)靜電場的變化。邯鄲準(zhǔn)靜電場投入觀測以來，取得了大量原始記錄圖紙資料和觀測數(shù)據(jù)，對(duì)30多年的觀測資料進(jìn)行全面梳理和總結(jié)，辨別正常、異常變化形態(tài)、干擾因素等。通過震例總結(jié)，研究異常變化特征，確定短期預(yù)報(bào)指標(biāo)，初步探討電磁異常信息與地震震級(jí)、震中距的關(guān)系。

（1）觀測資料規(guī)整。對(duì)邯鄲市地震監(jiān)測中心小北堡臺(tái)準(zhǔn)靜電場1981—2014年觀測資料進(jìn)行全面梳理和歸整，包括原始模擬記錄圖紙資料和觀測數(shù)據(jù)。然后對(duì)所有電磁原始記錄進(jìn)行分類，大致分為3類：正常變化、異常信息和干擾信息。實(shí)際觀測表明，正常情況下，記錄曲線是穩(wěn)定在某一數(shù)值的直線，當(dāng)出現(xiàn)左右擺動(dòng)或明顯偏離正常曲線時(shí)即為異常。

（2）震例選取。選取的地震為1981—2014年，以邯鄲小北堡臺(tái)為中心100 km范圍內(nèi)3.5級(jí)以上、200 km范圍內(nèi)4級(jí)以上、300 km范圍內(nèi)5級(jí)以上、500 km范圍內(nèi)6級(jí)以上。地震目錄以正式出版的《中國地震目錄》為準(zhǔn)。

（3）異常變化特征研究。結(jié)合1981年以來華北地區(qū)發(fā)生的中強(qiáng)地震，以及邯鄲及鄰區(qū)發(fā)生的中等地震，提取震前異常信號(hào)，統(tǒng)計(jì)異常的開始時(shí)間、異常幅度、異常方向(正負(fù))、形態(tài)、發(fā)震間隔、震中距等，并對(duì)異常的形態(tài)和特征進(jìn)行歸納總結(jié)，研究異常變化特征，確定短期預(yù)報(bào)指標(biāo)。以1998年1月10日張北6.2級(jí)和2002年4月22日河北內(nèi)丘4.8級(jí)地震為例，介紹震前邯鄲準(zhǔn)靜電場的異常變化情況。

1998年1月10日張北6.2級(jí)地震。震前, 邯鄲準(zhǔn)靜電場SN測向記到了明顯的異常信息，1997年12 月29日7 時(shí)至1998年l月12日記錄到異常信息，形態(tài)為脈沖型的突升一突降變化，異常持續(xù)時(shí)間短的5分鐘，長的達(dá)2.5小時(shí)。1998年1月4日異常信息量最多，強(qiáng)度也最大，幅值達(dá)2.5 mV。

2002年4月22日河北內(nèi)丘4.8級(jí)地震。震前兩個(gè)測向都記錄到了異常信息。SN測向從2001年2月10日開始出現(xiàn)快速上升異常，到2002年3月2 日，上升幅度為460 mV，之后開始緩慢下降，在下降過程中發(fā)生地震； EW測向從2002年3月20日至4月20日出現(xiàn)了兩次突升、突降變化，第一次負(fù)向突變是3月30日，下降幅度為27.5 mV；第二次正向突變是4月19日，上升幅度為10 mV。第一次突變到發(fā)震時(shí)間間隔為22天；第二次突變到發(fā)震時(shí)間間隔為2.5天。

（4）結(jié)論。①異常信息的記錄形態(tài)表現(xiàn)為場變，包括突變、緩變、U形和V形；脈沖和脈沖組，包括不規(guī)則振蕩、不規(guī)則波列；②異常信息存在弱-強(qiáng)-弱-平靜-發(fā)震這樣一個(gè)過程；③異常信息具有陣發(fā)性；信息強(qiáng)度從幾毫伏到幾百毫伏；④異常信息有時(shí)兩個(gè)測向同時(shí)出現(xiàn)；有時(shí)表現(xiàn)為SN向有異常而EW向變化不明顯或無異常，有時(shí)則反之。這可能反映了測向與主應(yīng)力夾角大小的關(guān)系；⑤發(fā)震時(shí)間沒記錄到過異常信息；⑥震級(jí)和異常信息持續(xù)時(shí)間成正比；⑦震級(jí)的經(jīng)驗(yàn)公式：M=3.5lgT-1.5，T為異常持續(xù)時(shí)間（單位是天）；⑧震中距的經(jīng)驗(yàn)公式：M=3lgΔ*S-8.15，Δ為異常幅度，S為臺(tái)站到發(fā)震地點(diǎn)的距離。