鞍山海城4.4級地震前鞍山地區(qū)水溫異常分析

楊雅杰　韓斌　王俊人

摘 ? 要：2017年12月19日鞍山海城發(fā)生4.4級地震，震前鞍山地區(qū)西鞍山井水溫，岫巖1號井水溫在均出現(xiàn)了不同程度的水溫上升異常變化。海城地區(qū)歷史上發(fā)生多次破壞性地震，1975年2月4日海城發(fā)生7.3級地震，在震前遼寧地區(qū)出現(xiàn)了大面積的地震前兆異常，并依據(jù)大量的前兆異常對此次地震進行了成功的預(yù)報，使此次地震造成的災(zāi)害損失得到了極大程度的降低。1999年11月29日海城岫巖交界地區(qū)發(fā)生5.4級地震，在震前鞍山井水溫出現(xiàn)明顯異常，水溫呈現(xiàn)上升。此次異常出現(xiàn)后，通過排除儀器故障和周邊環(huán)境影響，綜合分析認(rèn)為鞍山地區(qū)水溫觀測在此次震前出現(xiàn)的異常變化與此次地震有較好的對應(yīng)關(guān)系，對海城地區(qū)未來地震活動的監(jiān)測預(yù)報以及危險性具有重要意義。

關(guān)鍵詞：海城 ?4.4級地震 ?水溫異常

中圖分類號：P315.09 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2019）06（b）-0061-02

2017年12月19日2時39分39秒，遼寧省鞍山市海城市（北緯40.53°，東經(jīng)123.04°）發(fā)生4.4級地震，震源深度10km。此次地震，鞍山市所轄海城、岫巖，營口所轄大石橋、蓋州震感明顯，沈陽、盤錦、遼陽、本溪、丹東均有震感。震區(qū)無房屋倒塌和人員傷亡情況發(fā)生。此次震前鞍山地區(qū)地下水溫觀測出現(xiàn)了不同程度的異常變化，西鞍山井水溫于2017年9月8日—9月15日出現(xiàn)測值升高異常，5日累計上升變化幅度達9‰℃。岫巖1井水溫于2016年3月15日開始出現(xiàn)趨勢性上升至震前累計上升0.01°，上升幅度達10‰℃。

1 ?西鞍山井水溫異常

1.1 觀測井概況

西鞍山井位于鞍山市千山區(qū)東鞍山鎮(zhèn)馬驛屯村，西鞍山北側(cè)。地理坐標(biāo)為：東經(jīng)122°55′50″，北緯41°03′42″，海拔高程24.69m，距離海城4.4級地震震中距離58km。1987年10月1日開始正式觀測，同井觀測有水溫、水位、氣象三要素輔助觀測手段。西鞍山井井深為488.36m，在井深430～488.36m為構(gòu)造破碎帶，在451m開始出現(xiàn)涌水。

1.2 觀測儀器及水層

西鞍山井水溫1987年10月1日正式觀測，觀測使用的模擬水溫儀采用中國地殼應(yīng)力研究所研制的SZW—1A型水溫計，水溫探頭放置于387m處，水溫變化非常微小，日幅差小于0.001℃，年漂移變化幅度小于0.01℃～0.02℃，該井水溫穩(wěn)定，年變形態(tài)清楚，受干擾較少，幅度變化一直小于0.01℃。

1.3 西鞍山井歷史應(yīng)震效果

西鞍山井水溫歷史上發(fā)現(xiàn)三次比較突出的異常。第一次為1999年海岫交界地區(qū)發(fā)生的Ms5.4級地震前兆反應(yīng)。第二次從2006年8月9日水溫突然升高，到9月27日達到最高值20.7024℃，兩者差值為0.032℃。之后開始下降，逐漸恢復(fù)正常水平。根據(jù)這個異常情況對遼蒙交界地區(qū)做出了準(zhǔn)確的地震預(yù)報。2006年11月3日內(nèi)蒙古巴林右旗發(fā)生4.2級地震。第三次2012年8月西鞍山井同井模擬和數(shù)字化水溫同步出現(xiàn)大幅上升，上升幅度達130‰，異常轉(zhuǎn)折期在距離該井43km，遼陽燈塔于2013年1月23日發(fā)生5.1級地震。

1.4 西鞍山井模擬與數(shù)字化對比觀測分析

西鞍山井?dāng)?shù)字化水溫、水位、氣象三要素輔助觀測手段于2007年10月1日開始觀測，2007年觀測以來數(shù)據(jù)連續(xù)可靠，在2013年燈塔5.1級地震前有明顯的震前異常反應(yīng)，周邊觀測環(huán)境較好無干擾。數(shù)字化水溫探頭放置于387m處。西鞍山井模擬水溫與數(shù)字化水溫同步性較好，震前異常反應(yīng)明顯，模擬水溫與數(shù)字化水溫經(jīng)過7年的同步運行，在2013年1月23日燈塔震前異常表現(xiàn)明顯。

1.5 西鞍山井震前異常分析

2017年9月8日—9月16日9d水溫累計上升幅度達9‰，通過到現(xiàn)場核實發(fā)現(xiàn)儀器工作狀態(tài)正常周邊觀測環(huán)境無干擾源，水溫上升異常時間段無強降雨干擾，通過對歷史觀測數(shù)據(jù)的調(diào)查未發(fā)現(xiàn)數(shù)字化觀測以來未發(fā)生過該現(xiàn)象，因此認(rèn)定此次上升為水溫異常。

通過對西鞍山井水溫發(fā)生的4次水溫異常分析顯示該井震前異常對應(yīng)遼南地區(qū)3次，遼蒙交界地區(qū)1次，對應(yīng)周邊4級以上地震應(yīng)震效果較為明顯。應(yīng)震范圍距離最遠(yuǎn)為巴林右旗4.2級地震，震中距為460km。震前水溫異常的上升幅度變化，同相對應(yīng)地震距離和震級強度關(guān)系上分析可以得出以下結(jié)果。對應(yīng)遼南地區(qū)地震震中距為60km范圍內(nèi)，震中距2013年燈塔5.1地震最近40km異常幅度達到130‰異常的最大幅度大。

2 ?岫巖1號井水溫異常

2.1 岫巖1號井概況

岫巖1號井位于岫巖縣西北營子村。地理坐標(biāo)為東經(jīng)123.283°，北緯40.283°，距此次海城4.4地震震中距30km，觀測地海拔高程為76.0m。岫巖1號井1997年7月開始選用中國地震局地殼應(yīng)力研究所研制的SZW-1A型數(shù)字式溫度計進行水溫觀測。十五期間經(jīng)數(shù)字化改造后水溫觀測仍使用SZW-1A型溫度測量儀進行水溫觀測，岫巖1號井井深250m，觀測探頭放置于該井180m處。

2.2 岫巖1號井震前異常分析

岫巖1號井2013年10月水溫出現(xiàn)7‰上升后一直處20.5125℃～20.5066℃區(qū)間震蕩，期間距里該井79km的蓋州地區(qū)出現(xiàn)震群，期間發(fā)生最大地震為2015年8月4日蓋州4.3級地震。水溫異常期間無明顯大幅上升和下降。2016年4月打破原震蕩趨勢突破前期高點開始緩慢上升，到本次震前水溫到達觀測以來最高值，從2016年4月—2017年12月累計上升幅度達到8‰。

3 ?結(jié)語

通過對此次海城4.4級地震鞍山地區(qū)出現(xiàn)水溫異常變化的兩口觀測井的水溫異常變化情況分析的結(jié)果可以看出：

（1）西鞍山井觀測數(shù)據(jù)連續(xù)率高，日常波動幅度小歷史對應(yīng)地震效果明顯，異?？尚哦雀摺４舜握鹎俺霈F(xiàn)的水溫異常表現(xiàn)為震前的短臨異常。

（2）岫巖1號井水溫距離震中較近出現(xiàn)的異常時間較早，異常的上升幅度較大。異常表現(xiàn)為短期異常。

出現(xiàn)的以上兩種情況的主要因素是受到觀測井觀測場地和震中距離不同，岫巖1號井距離最近震前20個月就出現(xiàn)了趨勢性異常，西鞍山井為震前3個月出現(xiàn)異常，異常發(fā)生有由近到遠(yuǎn)距離震中較近出現(xiàn)的異常時間較早，異常的上升幅度較大，異常幅度也出現(xiàn)由大到小的特點。但在震前的異常表現(xiàn)來看，均出現(xiàn)不同幅度的水溫上升，并且在水溫回落中發(fā)震的特點。因此，也認(rèn)證了地下水溫觀測在鞍山地區(qū)的應(yīng)用在中強地震發(fā)生前對地震預(yù)報起到的重要作用，為鞍山地區(qū)對未來本地區(qū)地震趨勢判斷起到重要的科技支撐。

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