近年来,温泉与地震活动的关系得到较为广泛的研究(王云等,2014),内容涉及水物理、水化学、同位素分析等与地震的关系(晏锐等,2015)。红河地区位于云南省东南部,已多年被列为全国地震重点监视防御区。该区构造运动强烈,活动断裂分布广泛,河谷深切,地震活动频繁,大量温泉形成并出露。据统计,目前出露的天然温泉达80余处,其中水温23 ℃—40 ℃的低温泉48处,40 ℃—60 ℃的中温泉13处,60 ℃—103 ℃的高温泉11处(云南省志,温泉志),为地震流体观测提供了极佳场所。2021年12月24日老挝发生MS6.0地震,震前红河地区个旧市、石屏县的温泉水温出现不同时间尺度的高值变化,本研究尝试提取特征前兆信息,探讨与此次地震的关系,并总结异常特征,为今后地震监测预报工作提供参考。
2 研究内容研究区温泉观测点分布在小江断裂南段、红河断裂南段等主断裂以及弥勒—师宗断裂、石屏—建水断裂、东山断裂、大沙铺断裂等次级断裂附近。选取其中7个温度在40 ℃—70 ℃、连续观测的温泉作为观测点,水温记录仪采样率为1小时,观测精度为0.01 ℃。以个旧尼格温泉和石屏异龙热水塘温泉水温记录(2个温泉水温无显著年动态变化)为例,分析2021年老挝MS6.0地震发生前后水温变化。据调查,抽水对尼格温泉水温影响较大,采用平滑处理方式提取异常,而降雨对石屏异龙热水塘水温影响较大,采用原始观测曲线提取异常(刘耀炜等,2008)。
3 研究结果基于2021年老挝MS6.0地震前后个旧尼格温泉(震中距D = 173 km)和石屏异龙热水塘温泉(震中距D = 161 km)水温变化,检验前兆异常的可信度(图 1)。
![]() |
图 1 温泉水温变化曲线 (a)个旧尼格温泉水温整点值和5日滤波曲线;(b)石屏异龙热水塘整点值和日均值曲线 Fig.1 The variation curve of hot spring water temperature |
个旧尼格温泉水温测点位于工人疗养院,水温一般不超过66.7 ℃,但疗养院会不定期抽水,抽水后水温短暂突升后迅速回落,抽水干扰易于辨别。2021年11月13日,水温从66.65 ℃加速上升,至11月20日上升至67.97 ℃,后长时间保持在高值,直至12月24日发生老挝MS6.0地震,见图 1(a)。
石屏异龙热水塘是天然外露温泉,泉水自然流淌,除强降雨导致水温下降外,无明显干扰因素。正常情况下,该温泉水温在60.8 ℃—61.5 ℃间变化,降雨干扰易于识别。2021年12月22日,温泉水温从61.21 ℃加速上升,至12月24日达62.12 ℃,并于当日发生老挝MS 6.0地震。
4 结论从异常时间看,水温异常出现在震前几天到1个多月,短临表现较好;从异常幅度看,水温变幅>1 ℃,容易识别。综合分析认为,上述变化应为老挝MS6.0地震的前兆异常。地震前应力积累和震后调整引起地下物质结构的变化,使得深部热应力调整进而造成地下水循环速率发生变化,从而体现在温泉水温的变化,使之成为可靠的前兆信息。红河温泉水温前兆特征信息明显,数据质量高且泉点管理较好,结合定期水化学和同位素采样分析,有助于提高地震预测的准确度和可靠性。
中国地震局昆明地震预报研究所王云博士、邵维晔同志就研究方法和论文撰写给予帮助和指导,在此表示感谢。
刘耀炜, 孙小龙, 王世芹, 等. 井孔水温异常与2007年宁洱6.4级地震关系分析[J]. 地震研究, 2008, 31(4): 347-553. |
王云, 赵慈平, 刘峰. 小江断裂带及邻近地区温泉地球化学特征与地震活动关系研究[J]. 地震研究, 2014, 37(2): 228-243. |
晏锐, 官致君, 刘耀炜. 川西温泉水温观测及其在芦山MS 7.0地震前的异常现象[J]. 地震学报, 2015, 37(2): 347-556. |