据中国地震台网正式测定,2022年1月8日1时45分,在青海海北州门源县发生MS 6.9地震(37.77°N,101.26°E),震源深度10 km。此次地震前乐都逸出气氡呈现异常变化,具体变化如下:2021年9月15日—21日出现大幅上升变化(图 1),截至21日,最大上升幅度约为360 Bq/L,22日起数据呈波动下降趋势,至9月30日,下降幅度约230 Bq/L,之后逸出气氡逐步回返恢复,总体呈上升—下降变化,异常持续约20天,异常结束93天后发生门源MS 6.9地震,异常测项距震中169 km。本文通过异常客观性调研和历史震例对比分析,研究乐都逸出气异常与此次门源地震的关系。
2021年9月15日乐都逸出气氡出现异常变化,现场调查可知:仪器工作状态正常,附近无工程施工现象,无新开采水井及灌溉抽水情况,气温、降雨量无显著变化。排除人类活动和自然环境干扰影响。
分别于2020年1月13日和2021年10月15日采集水样进行水化学分析,与2018年取样结果进行对比(图 2),以期为异常性质判定提供流体地球化学方面的佐证。分析可知:乐都逸出气氡采样点异常形态结束后,离子分布与2018年取样结果基本均衡,其中Cl-、Na+浓度略有升高,两者可形成水体中的氯化物,该现象说明,与2018年取样结果相比,来自沉积岩中的岩盐及其他氯化物的溶解反应略有增强;Mg2+浓度在异常形态结束后有所升高,表明地下水径流途径较短。从Na-K-Mg三角形图解可以看出,不同时段的采样点集中分布于未成熟水区域,且位于Mg2+端元,表明水样与周围环境的水—岩反应程度较弱,循环深度较浅。综上所述,乐都逸出气氡采样点在异常持续发展过程中有地下水循环径流途径较短的低矿化水混入,导致采样点不同时段离子浓度含量的差异性。
将本次乐都逸出气氡上升—下降异常形态与震例做进一步梳理,可见:乐都逸出气氡自2014年稳定观测以来,共出现3次异常,其中虚报1次,异常对应率为66.7%,对应MS 6.0及以上地震,一般在异常出现后3个月内对应目标地震,集中在祁连山地震带。异常指标通过预报效能检验的R值评分为R = 0.88,R0 = 0.84。
乐都逸出气氡在2022年1月8日门源MS 6.9地震与2016年1月21日门源MS 6.4地震前均出现异常,对比发现:在2次地震前,乐都逸出气氡均表现出上升—下降的异常形态,持续时间基本一致(门源MS 6.4地震异常持续21天、门源MS 6.9地震异常持续20天);但二者的异常幅度及对应时间存在显著差异,其中:异常幅度分别为256 Bq/L、360 Bq/L,门源MS 6.4地震在异常结束21天后发生,门源MS 6.9地震在异常结束93天后发生,考虑到2次地震震源机制解不同(门源MS 6.4地震为逆冲型、门源MS 6.9地震为走滑型),因此认为异常幅度及对应时间的差异性可能由区域应力加载响应不一致所引起。
4 结束语综合分析认为,此次乐都逸出气氡异常信度较高,其时、空、强三要素较好地对应了2022年1月8日的门源MS 6.9地震。通过对氡值前兆异常可能机理的探讨分析,该异常提取可为后续地震前兆异常识别提供参考依据,也有助于提升该区震情研判能力。
刘磊, 李霞, 冯丽丽, 等. 2016年门源MS 6.4地震前乐都气氡异常特征[J]. 地震学报, 2017, 39(2): 296-299. |
刘耀炜, 牛安福, 卢军. 强震前短期前兆异常特征物理分析和解释的研究进展[J]. 地震, 2004, 24(4): 57-66. |
苏维刚, 刘磊, 袁伏全, 等. 2021年玛多MS 7.4地震前玉树地震台井水温异常特征[J]. 地震学报, 2021, 43(3): 392-396. |