基于多期累積巖石圈磁場(chǎng)變化分析唐山MS5.1地震震磁異常

摘要：利用2016—2021年河北及周邊地區(qū)的6期流動(dòng)地磁矢量觀測(cè)資料，針對(duì)2020年7月12日唐山MS5.1地震，建立了震前1～4年和震后1年的巖石圈磁場(chǎng)變化模型，對(duì)比分析了研究區(qū)巖石圈磁場(chǎng)的總強(qiáng)度、磁偏角、磁傾角和水平矢量4個(gè)要素的時(shí)空演化過程。結(jié)果表明：①震前累積4年和3年的巖石圈磁場(chǎng)各要素變化中區(qū)域整體趨勢(shì)強(qiáng)，與大地構(gòu)造有一定的相關(guān)性；震前2年和1年的巖石圈磁場(chǎng)變化中，局部特征顯著；震前1～4年變化中震中附近總強(qiáng)度、磁偏角、磁傾角變化量值均較小，且多有變化零值線分布，水平矢量呈現(xiàn)出持續(xù)的弱變化特征；震后震中附近的磁偏角和變化量值大。②從震前巖石圈磁場(chǎng)變化的時(shí)空演化過程，可以看出，越接近發(fā)震時(shí)間，局部正、負(fù)變化空間分布將取代區(qū)域的整體趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：流動(dòng)地磁；震磁異常；累積變化；巖石圈磁場(chǎng)

中圖分類號(hào)：P318.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1000-0666（2024）04-0517-11

doi：10.20015/j.cnki.ISSN1000-0666.2024.0043

0引言

巖石圈磁場(chǎng)是地磁場(chǎng)的重要組成部分，主要來源于地殼或上地幔磁性巖石的磁性；處于不同溫度和壓力下的多種磁性礦物可能表現(xiàn)出各種不同的磁性特征，巖石圈磁場(chǎng)能夠很好地反映大陸地殼巖石的各向異性（Acheache et al，1987；Kang et al，2012）。巖石圈磁場(chǎng)包含了地殼和上地幔物質(zhì)狀態(tài)和結(jié)構(gòu)的豐富信息，因此通過對(duì)巖石圈磁場(chǎng)的研究可以推進(jìn)對(duì)地球演化、地質(zhì)構(gòu)造演變及成礦研究等相關(guān)領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究（陳斌等，2017）。地震在孕育及發(fā)生過程中產(chǎn)生的震磁效應(yīng)被廣泛研究，例如壓磁效應(yīng)、感應(yīng)磁效應(yīng)、膨脹磁效應(yīng)和熱磁效應(yīng)等（丁鑒海等，2006）。研究還發(fā)現(xiàn)巖石圈磁異?；虼判越Y(jié)構(gòu)與板內(nèi)地震空間分布有關(guān)聯(lián)性（杜勁松等，2017）。例如：2017年九寨溝MS7.0地震前，震中西側(cè)出現(xiàn)巖石圈磁場(chǎng)的正負(fù)異常交替現(xiàn)象可能與九寨溝地震的孕育有關(guān)（宋成科，2021）；2018年永清MW4.3地震前后巖石圈磁場(chǎng)變化趨勢(shì)發(fā)生改變（王朝景等，2021）；2013年蘆山MS7.0地震、2014年魯?shù)镸S6.5地震前，地震震中及附近區(qū)域出現(xiàn)高梯度分布，或者正負(fù)變化等現(xiàn)象（倪喆等，2014a，b）；震中及附近，震前巖石圈磁場(chǎng)矢量變化出現(xiàn)弱化、轉(zhuǎn)向等（蘇樹朋等，2020；顧春雷等，2010；張瑜等，2023）。

2020年7月12日唐山發(fā)生MS5.1地震，這是河北省2006年7月4日文安MS5.1地震以來的又一次5級(jí)以上地震，是一次重要的地震事件，是該區(qū)構(gòu)造活動(dòng)的重要體現(xiàn)。周依等（2022）推測(cè)此次地震的發(fā)震斷層為唐山—古冶斷裂。為了深入研究該地震的震磁異常特征，本文以河北及周邊地區(qū)為研究區(qū)，對(duì)該區(qū)的流動(dòng)地磁矢量資料進(jìn)行分析。

2009年以來中國地震局流動(dòng)地磁技術(shù)團(tuán)隊(duì)對(duì)大華北、南北地震帶、南北天山等地區(qū)持續(xù)開展了大規(guī)模的流動(dòng)地磁矢量測(cè)量工作，積累了豐富的觀測(cè)資料（蘇樹朋等，2017；陳政宇等，2021）。地震發(fā)生是直接迅速的，而地震的孕育過程在時(shí)空上是復(fù)雜緩慢的。近年來學(xué)者對(duì)巖石圈磁場(chǎng)變化的分析多為一年尺度（馮麗麗，2019；董超等，2021；張海洋等，2022），對(duì)巖石圈磁場(chǎng)的多期累積變化研究少，對(duì)巖石圈磁場(chǎng)的變化趨勢(shì)研究更少，未見有多期累積變化的對(duì)比研究。筆者對(duì)2016—2021年河北及周邊地區(qū)的6期流動(dòng)地磁矢量資料進(jìn)行處理，結(jié)合唐山MS5.1地震，建立了該區(qū)多期累積的巖石圈磁場(chǎng)變化模型，對(duì)比分析了巖石圈磁場(chǎng)變化趨勢(shì)、震磁異常特征。

1地震震磁異常1研究區(qū)概況及數(shù)據(jù)處理

本文研究區(qū)的北部屬于燕山地塊，中南部屬于華北平原地塊。燕山地塊位于東北地塊的西南角、華北平原地塊的北部，為一近東西向的楔狀塊體（陳長云，2016；唐方頭，2003；刁守中等，2023）。華北平原地塊是由北東向的山西斷陷帶、北西向的張家口—渤海斷裂帶、北北東向的郯城—廬江斷裂帶和近東西向的秦嶺—大別山構(gòu)造帶共四組斷裂控制的結(jié)構(gòu)破碎的復(fù)合型塊體（王曉山，2017；張培震等，2003）。張家口—渤海斷裂帶位于華北平原地塊的北側(cè)，緊鄰燕山地塊，是一條具相當(dāng)規(guī)模的北西西向的、由20多條具有正斷兼左旋走滑性質(zhì)的斷裂組成的活動(dòng)構(gòu)造帶（方穎等，2008），也是一條重要的地震活動(dòng)帶。

本文收集2016年5月至2021年5月共計(jì)6期流動(dòng)地磁矢量資料，選取河北及周邊地區(qū)內(nèi)的85個(gè)矢量測(cè)點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)間距約70 km，野外測(cè)點(diǎn)周圍梯度lt;5.0 nT/m，磁偏角與磁傾角測(cè)量儀器為磁通門經(jīng)緯儀，地磁場(chǎng)總強(qiáng)度測(cè)量設(shè)備為GSM-19T質(zhì)子旋進(jìn)磁力儀，靈敏度為0.15 nT@1 Hz，分辨率為0.01 nT，絕對(duì)精度為±0.2 nT（Wang et al，2020；談昕等，2015；暢國平等，2020）。在數(shù)據(jù)處理過程中剔除了個(gè)別不合格的異常數(shù)據(jù)。

對(duì)流磁矢量測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行外源變化場(chǎng)、主磁場(chǎng)長期變化、主磁場(chǎng)等地磁場(chǎng)成分的去除，得到研究區(qū)的巖石圈磁場(chǎng)數(shù)值模型。數(shù)據(jù)主要進(jìn)行了日變通化改正、長期變化改正、差值計(jì)算等處理過程（陳斌等，2017）。其中，日變通化過程采用單臺(tái)通化，參照臺(tái)站為隆堯臺(tái)、泰安臺(tái)、靜海臺(tái)、呼和浩特臺(tái)、昌黎臺(tái)、錫林浩特臺(tái)；長期變化改正采用中國地區(qū)地磁基本場(chǎng)長期變化的6階自然正交分量的非線性模型計(jì)算；將相鄰期次、相同測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行差值計(jì)算；對(duì)得到的相鄰期的差值數(shù)據(jù)進(jìn)行曲面樣條插值擬合（顧左文等，2006），從而得到1年期的巖石圈磁場(chǎng)變化模型。將上述處理方法得到的1年期的巖石圈磁場(chǎng)變化數(shù)據(jù)進(jìn)行累加，從而得到2年、3年、4年的巖石圈磁場(chǎng)累積變化模型。例如2018—2020巖石圈磁場(chǎng)變化模型計(jì)算方法：{（2020-2019）+（2019-2018）=2020-2018}。如此避免了長時(shí)間兩期數(shù)據(jù)直接作差，從而解決了測(cè)點(diǎn)遷移導(dǎo)致的測(cè)點(diǎn)不連續(xù)性問題。曲面樣條的計(jì)算公式（陳斌等，2014；余志偉，1987）為：

2巖石圈磁場(chǎng)變化與震磁異常

本文通過上述計(jì)算得到了2016—2021年河北及周邊地區(qū)巖石圈磁場(chǎng)磁偏角D變化圖（圖2），等變線間隔0.2′。磁傾角I變化圖（圖3），等變線間隔0.1′。總強(qiáng)度F變化圖（圖4），等變線間隔1 nT。對(duì)磁偏角D變化、磁傾角I變化、總強(qiáng)度F變化的震磁異常特征進(jìn)行了量化統(tǒng)計(jì)（表1），繪制了水平矢量H變化圖（圖5）。

在磁偏角D、磁傾角I、總強(qiáng)度F的分析中，將震中距各要素變化零值線≤30 km（顧春雷等，2012，楊學(xué)慧等，2020）視為距離變化零值線近。

2.1磁偏角變化與震磁異常特征

① 2016-05—2020-05時(shí)段的磁偏角D變化（圖2a）幅值為-1.9′～2.2′，正變化主要分布于燕山地塊及張渤帶（本文中的張渤帶均指張渤帶陸地段，下文亦同），負(fù)變化分布于華北平原地塊南部。唐山MS5.1震中位于小范圍的負(fù)變化區(qū)，震中變化量值約為-0.1′，量值相對(duì)較小，震中距變化零值線約5.7 km。② 2017-05—2020-05時(shí)段，變化幅值為-3.4′～3.1′，呈北正南負(fù)特征，正變化主要分布于燕山地塊、張渤帶及華北平原地塊的北部，負(fù)變化分布于華北平原地塊的南部（圖2b）。唐山MS5.1震中位于正變化區(qū)，震中的變化量值約為1.0′，量值相對(duì)較小。③ 2018-05—2020-05時(shí)段，變化幅值為-1.6′～1.0′，呈正、負(fù)相間分布（圖2c），3個(gè)負(fù)變化區(qū)在張渤帶相間分布，等變線整體趨勢(shì)差。唐山MS5.1震中位于獨(dú)立的負(fù)變化區(qū)，震中的變化量值約為-0.4′，量值相對(duì)較小，距變化零值線約15.5 km。④ 2019-05—2020-05時(shí)段，變化幅值為-1.3′～1.3′，呈正、負(fù)相間分布，等變線分布較為散亂（圖2d）。唐山MS5.1震中位于正變化區(qū)，震中西南側(cè)呈負(fù)變化特征，震中變化量值約為0.5′，量值相對(duì)較小，距變化零值線約25.8 km。⑤ 2020-05—2021-05時(shí)段，變化幅值為-1.4′～0.7′，研究區(qū)整體為負(fù)變化所控，張渤帶的東部有小范圍的正變化區(qū)（圖2e）。唐山MS5.1震中位于小范圍的正變化區(qū)，震中量值約為0.5′，相較區(qū)域背景，量值較大，震中距變化零值線約38.2 km。

與震后震中呈現(xiàn)正變化的高值異常相比，震前多期變化中震中變化量值相對(duì)較小。除2017-05—2020-05（3年）變化外，其余期次的變化中震中均靠近磁偏角變化零值線，可見弱變化特征顯著。震前4年和3年的磁偏角變化呈北正南負(fù)特征，正變化主要分布于燕山地塊和張渤帶，負(fù)變化分布于華北平原地塊的南部，正、負(fù)變化的分布在地質(zhì)構(gòu)造上表現(xiàn)出良好的區(qū)域整體趨勢(shì)；震前2年和1年的磁偏角變化打破了原有特征，展現(xiàn)出在局部區(qū)域均存在正、負(fù)變化；震后1年磁偏角的負(fù)變化控制著整個(gè)研究區(qū)，僅少量小范圍正值區(qū)分布于區(qū)域東部。可見，從磁偏角變化在構(gòu)造上的分布來看，震前累積4年和3年的變化整體趨勢(shì)強(qiáng)，震前2年和1年的局部變化更為顯著。

2.2磁傾角變化與震磁異常特征

① 2016-05—2020-05時(shí)段的磁傾角I變化，變化幅值為-1.7′～1.3′，正變化主要覆蓋了燕山地塊，同時(shí)向張渤帶西側(cè)延伸，負(fù)變化分布于華北平原地塊的東南側(cè)（圖3a）。唐山MS5.1地震震中位于負(fù)變化區(qū)，震中變化量約為-0.16′，量值小，距變化零值線約20.7 km。② 2017-05—2020-05時(shí)段，變化幅值為-0.9′～0.8′，等變線變化趨勢(shì)與2016-05—2020-05變化相似（圖3b）。唐山MS5.1震中位于負(fù)變化區(qū)，震中變化量為-0.16′，量值較小，距變化零值線約16.8 km。③ 2018-05—2020-05時(shí)段，變化幅值為-1.2′～0.5′，正、負(fù)相間分布，呈現(xiàn)以張渤帶中部為中心的正變化向南北兩側(cè)延伸分布，周圍以負(fù)變化為主（圖3c）。唐山MS5.1震中位于負(fù)變化區(qū)，震中變化量值約為-0.20′，量值小，距變化零值線約43.8 km?？梢钥闯鰪埐硯В懙囟危〇|部的唐山及周邊地區(qū)的變化相對(duì)于區(qū)域背景變化值小。④ 2019-05—2020-05時(shí)段，變化幅值為-0.9′～0.3′，僅在華北平原地塊中部出現(xiàn)舌形正變化，其余區(qū)域?yàn)樨?fù)變化所控（圖3d）。唐山MS5.1震中位于負(fù)變化區(qū)，震中變化量值約為-0.04′，量值小。⑤ 2020-05—2021-05時(shí)段，變化幅值為-0.5′～0.8′，負(fù)變化主要分布于華北平原地塊的中西部，其余區(qū)域?yàn)檎兓兀▓D3e）。唐山MS5.1震中位于正變化區(qū)，量值約為0.09′，附近無成規(guī)模的變化零值線，震中以東約10.3 km處有一極小范圍的變化零值線。

與震后震中位于磁傾角I的正變化區(qū)相比，震前1～4年的變化中，震中均位于負(fù)變化區(qū)。除震前1年（2019-05—2020-05）變化外，震中附近均有磁傾角I的變化零值線分布，震前震中變化量值，均較小，張渤帶東部的唐山及周邊地區(qū)的變化量值相對(duì)于區(qū)域背景場(chǎng)變化量值而言相對(duì)較小。震前4年和3年磁傾角的正變化主要覆蓋了燕山地塊，同時(shí)向張渤帶西側(cè)延伸，而負(fù)變化分布于華北平原地塊的東南側(cè)；震前2年以張渤帶中部為中心的正變化向南北兩側(cè)延伸分布，四周以負(fù)變化分布為主；震前1年僅在華北平原地塊中部出現(xiàn)了舌形正變化，其余區(qū)域?yàn)樨?fù)變化；震后1年正變化控制著燕山地塊及張渤帶，負(fù)變化分布于研究區(qū)的西南部?？梢娬鸷?年的變化與震前1～4年的變化相比，其等變線變化形態(tài)和演化趨勢(shì)已完全改變。

2.3總強(qiáng)度變化與震磁異常特征

① 2016-05—2020-05時(shí)段，總強(qiáng)度F，變化幅值為-1.5～33.6 nT，幅值大，正變化幾乎分布于整個(gè)研究區(qū)域，僅在張渤帶東部出現(xiàn)小范圍的負(fù)變化，研究區(qū)西部變化量值遠(yuǎn)大于東部（圖4a）。唐山MS5.1震中位于正變化區(qū)，位于高梯級(jí)帶邊緣，震中變化量值約為9.2 nT，距變化零值線約為51.7 km。② 2017-05—2020-05時(shí)段，變化幅值為0.5～24.4 nT，正變化控制著整個(gè)研究區(qū)，西部變化量值遠(yuǎn)大于東部（圖4b）。唐山MS5.1震中位于正變化區(qū)，震中變化量值約為7.2 nT，量值小。③ 2018-05—2020-05時(shí)段，變化幅值為-1.4～20.8 nT，正變化控制著研究區(qū)（圖4c），局部有小范圍的負(fù)變化區(qū)。唐山MS5.1震中位于正變化區(qū)，震中變化量值約為4.1 nT，量值小。④ 2019-05—2020-05時(shí)段，變化幅值為-4.2～9.4 nT，正變化為主要分布于燕山地塊，負(fù)變化占據(jù)著華北平原地塊東南和張渤帶（圖4d）。唐山MS5.1震中位于正變化區(qū)，震中變化量值約為1.5 nT，量值小，距變化零值線約53.8 km。⑤ 2020-05—2021-05時(shí)段，變化幅值為-3.9～7.0 nT（圖4e），正負(fù)變化相間分布，整體趨勢(shì)差。唐山MS5.1震中位于正負(fù)變化交界附近的正變化區(qū)，震中變化量值約為0.4 nT，距變化零值線約10.3 km。

除2016-05—2020-05時(shí)段的變化外，唐山MS5.1地震前后，張渤帶東部的唐山及周邊地區(qū)總強(qiáng)度F的變化量值相較于區(qū)域背景值較小，震中變化量值相對(duì)較小，呈弱變化特征。此外，震前2～4年的總強(qiáng)度F變化呈現(xiàn)出整體趨勢(shì)強(qiáng)的特征，正變化控制著整個(gè)研究區(qū)域，震前1年打破了4年、3年和2年的演化趨勢(shì)，演變成正變化主要分布于燕山地塊，負(fù)變化則占據(jù)著華北平原地塊東南和張渤帶，震后總強(qiáng)度F則呈現(xiàn)正、負(fù)變化分散分布于研究區(qū)的特征，地震前后差異顯著。從各期變化均可看出研究區(qū)域的西北部變化量值大于東南部，隨時(shí)間累積，研究區(qū)總強(qiáng)度的變化幅值也在變大。

2.4水平矢量H的變化與震磁異常特征

① 2016-05—2020-05時(shí)段研究區(qū)水平矢量H的變化呈現(xiàn)出較好的規(guī)律性，呈現(xiàn)出東強(qiáng)西弱特征（圖5a）。唐山及周邊地區(qū)的量值相對(duì)于周圍區(qū)域顯著弱化，唐山MS5.1震中附近的量值相較于周邊也出現(xiàn)了顯著的弱化，尤其是震中及其東部弱化顯著，震中東、西、北側(cè)的矢量均出現(xiàn)明顯的轉(zhuǎn)向。② 2017-05—2020-05時(shí)段的變化（圖5b）與2016-05—2020-05時(shí)段的變化具有相似性，東部量值大，中西部量值小。唐山MS5.1震中及其附近的量值相較于其周圍區(qū)域顯著弱化，震中位于矢量方向轉(zhuǎn)向的交界位置。③ 2018-05—2020-05時(shí)段中H矢量分布較為散亂，局部弱化，規(guī)律性不強(qiáng)（圖5c）。唐山MS5.1震中西部量值大，而東部則明顯較小，震中位于H矢量方向分化的位置。④ 2019-05—2020-05時(shí)段，整體趨勢(shì)差，量值西北大、東南小，局部出現(xiàn)弱化（圖5d）。唐山MS5.1震中附近出現(xiàn)了顯著的弱化與方向轉(zhuǎn)向，震中東部出現(xiàn)了強(qiáng)、弱突變現(xiàn)象。⑤ 2020-05—2021-05時(shí)段中H矢量分布較為散亂，規(guī)律性差，區(qū)域的西北部量值較大，區(qū)域局部出現(xiàn)了弱化（圖5e）。唐山MS5.1震中量值較大。

與唐山MS5.1震后１年震中H矢量變化量值大相比，震前1～4年震中的累積變化H矢量變化量值均相對(duì)較小，呈持續(xù)的弱化特征。但4和3年變化的背景場(chǎng)較為穩(wěn)定，2和1年的背景場(chǎng)較為散亂。震前震中及附近H矢量方向以向北為主，震后則以向東南為主。此外，震前4和3年的累積變化H矢量的整體趨勢(shì)強(qiáng)，可以看出H矢量的方向與大地構(gòu)造有著強(qiáng)相關(guān)性，在燕山地塊內(nèi)H矢量方向以向東為主，而在華北平原地塊則以向北為主；2和1年的變化，在燕山地塊內(nèi)H矢量方向以向北、東北為主，在華北平原地塊方向以向北為主，但局部呈方向散亂、弱化的特征。震后1年，在燕山地塊內(nèi)H矢量方向轉(zhuǎn)變?yōu)橐韵蛭髂?、東南為主，在華北平原地塊以向南、向西為主，局部較亂。地震前后燕山地塊、華北平原地塊矢量反向。

3討論

對(duì)河北及周邊地區(qū)2016—2021年巖石圈磁場(chǎng)多期累積變化的對(duì)比分析可以看出，地震前后巖石圈磁場(chǎng)的變化趨勢(shì)發(fā)生了改變。同時(shí)，震前1～4年變化中震中及附近呈現(xiàn)出一定的震磁異常特征，在震后1年的巖石圈磁場(chǎng)變化中，震中特征與震前相異。

研究區(qū)背景構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)的總體方向?yàn)镹E-SW至NEE-SWW方向，存在分區(qū)特征（楊樹新等，2012；王曉山，2017），該區(qū)域主要受太平洋俯沖帶的影響，地殼主要以水平運(yùn)動(dòng)為主（吳晶等，2011；朱守彪等，2010）。唐山MS5.1地震前唐山地區(qū)和華北構(gòu)造區(qū)的地震活動(dòng)性異常以缺震和顯著平靜為主，表明該區(qū)域地殼應(yīng)力積累到了一定程度（王想等，2021；紀(jì)春玲等，2021），唐山大地震15年后，該區(qū)庫侖應(yīng)力呈現(xiàn)緩慢的穩(wěn)定增加狀態(tài)（朱琳等，2021）。巖石磁學(xué)實(shí)驗(yàn)理論研究表明，介質(zhì)的剩磁和磁化率與其應(yīng)力成反比（高龍生，李松林，1985；Nagata，1970；Ohnaka Kinoshita，1968）。Wang等（2019）在呼圖壁儲(chǔ)氣庫注氣與采氣過程中對(duì)局部巖石圈磁場(chǎng)進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)氣庫注氣加壓局部巖石圈磁場(chǎng)呈負(fù)變化，采氣卸壓則呈正變化。巖石圈磁場(chǎng)變化較弱的區(qū)域可能是地殼應(yīng)力水平較高的地區(qū)（張海洋等，2022；宋成科，2021）。根據(jù)上述前人對(duì)區(qū)域的應(yīng)力狀態(tài)及壓磁學(xué)理論研究，可以看出巖石圈磁場(chǎng)變化能夠反映地殼應(yīng)力的變化情況。唐山MS5.1震前1～4年的巖石圈磁場(chǎng)變化中，4和3年的變化區(qū)域背景場(chǎng)呈現(xiàn)出相似的整體趨勢(shì)，與大地構(gòu)造有一定的相關(guān)性，這可能更多的反映的是較長時(shí)間內(nèi)區(qū)域應(yīng)力的相對(duì)穩(wěn)定的緩慢變化狀態(tài)；震前2和1年的巖石圈磁場(chǎng)變化中，局部特征顯著，可能更多的反映的是局部應(yīng)力的變化。同時(shí)在震前4、3、2和1年的變化中震中及附近多出現(xiàn)零值線、弱變化等震磁異常特征，表明震中及附近相對(duì)于背景場(chǎng)呈現(xiàn)出一定的應(yīng)力集中的特征，同時(shí)暗示著震前震中及附近的局部應(yīng)力集中的持續(xù)時(shí)間長。震前長時(shí)間的累積變化震中附近震磁異常顯著異于背景場(chǎng)，這暗示著震中及附近應(yīng)力呈現(xiàn)不斷累積的特征，從而時(shí)間愈長，累積越大，異常相較背景場(chǎng)愈顯著。這從時(shí)間與空間上證明了，此次地震可能與區(qū)域背景主應(yīng)力的穩(wěn)定增加以及局部應(yīng)力集中有著密切關(guān)系。震后巖石圈磁場(chǎng)各要素的變化趨勢(shì)改變及震中附近巖石圈磁場(chǎng)變化特征與震前形成反差，可能跟地震前后應(yīng)力的集中與釋放有關(guān)，具體的量化分析，還需進(jìn)一步研究。

4結(jié)語

建立了多期累積巖石圈磁場(chǎng)變化模型，結(jié)合唐山MS5.1地震，對(duì)震磁異常特征進(jìn)行分析顯示：

（1）震后唐山MS5.1震中及附近的磁偏角、水平矢量變化量值大，而震前1～4年變化中震中及附近總強(qiáng)度、磁偏角、磁傾角變化量值均較小，且多有變化零值線分布，同時(shí)震前水平矢量呈現(xiàn)出持續(xù)的弱變化特征。此外，震中及附近地震前后水平矢量的方向發(fā)生了根本性的轉(zhuǎn)變。

（2）震前4年、3年的巖石圈磁場(chǎng)變化整體趨勢(shì)強(qiáng)，與大地構(gòu)造有著強(qiáng)相關(guān)性，尤其是水平矢量變化與地塊邊界有著較好的對(duì)應(yīng)，唐山MS5.1震中及附近震磁異常特征顯著異與背景場(chǎng)，易于辨識(shí)。震前2年、1年的巖石圈磁場(chǎng)變化，震中及附近亦呈現(xiàn)一定的異常特征，但背景場(chǎng)分布較為散亂。

（3）震前1～4年多期累積的巖石圈磁場(chǎng)變化分布特征差異明顯，多期累積巖石圈磁場(chǎng)變化的對(duì)比分析，對(duì)震磁異常的提取與辨識(shí)有著重要意義。本文從多期累積巖石圈磁場(chǎng)變化的空間演化特征對(duì)震磁異常進(jìn)行了定性的分析，具體震磁關(guān)系的量化分析，以及孕震過程中相關(guān)數(shù)學(xué)物理模型的建立，是我們下一步的研究方向。

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Analysis of the Seismomagnetic Anomaly of the Tangshan MS5.1

Earthquake Based on the Accumulative" Variation of the

Lithospheric Magnetic Field

WANG Zhaojing，LI Bo，SU Shupeng

（1.Hebei Hongshan National Observatory on Thick Sediments and Seismic Hazards，Xingtai 054000，Hebei，China；

2.Mobile Survey Team of Hebei Earthquake Agency，Baoding 071000，Hebei，China）

Abstract

Based on 6 periods of mobile geomagnetic vector measurement from 2016 to 2021 in Hebei and its surrounding areas，this paper builds a model to illustrate the variation of the lithospheric magnetic field 4 years，3 years，2 years and 1 year before the July 12，2020 Tangshan MS5.1 earthquake，and 1 year after the earthquake.The temporal and spatial evolution of the total strength，the magnetic declination，the magnetic inclination and the horizontal vector of the lithospheric magnetic field in the study area are compared and analyzed.The results show that：①The 4-year and 3-year cumulative variation of the 4 elements of the lithospheric magnetic field before the Tangshan MS5.1 earthquake showed a significant trend in total in the region，which had a certain correlation with the geotectonic settings.Two-year and 1-year variation of the 4 elements of the lithospheric magnetic field before the Tangshan MS5.1 earthquake showed significant characteristics in some parts of the study area.Four years，3 years，2 years，and 1 year before the Tangshan MS5.1 earthquake，the variation of the total strength，the magnetic declination，and the magnetic inclination near the epicenter of the earthquake is insignificant，and most of the values distributed along the zero-value line.The horizontal vector showed continuous and weak variation.After the Tangshan MS5.1 earthquake，the magnetic declination near the epicenter varied obviously，and so did the horizontal vector.②The temporal and spatial evolution of the lithospheric magnetic field variation before the earthquake showed that when approaching the original time of the Tangshan MS5.1 earthquake，the trend of the spatial distribution of the local positive and negative variation would replace the overall variation trend in the region.

Keywords：mobile geomagnetics；seismomagnetic anomaly；accumulative variation；the lithosphere magnetic field