更全的杂志信息网

皮山MS 6.5地震前塔什库尔干新60泉水温异常特征分析

更新时间:2009-03-28

地下流体对地震的孕育和发生起着重要作用,随着深井的观测资料越来越丰富,越来越多的学者认识到深部的地下流体是影响地震孕育和发生的重要因素。水温观测是震情监测工作的一项重要手段。通过较长时间的水温资料积累,我国地震学者对丰富的水温资料进行仔细研究,获得了地下水水温变化的规律,提取地震前兆信息。通过研究新疆及周边7级强震前地下流体异常时空演化特征,得出异常的时空分布总体上存在着由外围向震中迁移的现象。这研究结果均表明地震前多有流体观测异常出现。2015年7月3日09时07分新疆维吾尔自治区皮山县发生MS 6.5强震,震中位于37.6 °N,78.2 °E,震源深度10 km。地震发生在泽普断裂附近,泽普断裂为NW走向的早中更新世隐伏断裂。新疆流体观测网中塔什库尔干新60泉位于震中北北西方向274 km,较为清晰的记录到皮山Ms 6.5地震前泉水温度的异常变化情况。

消费心理是指消费观。从经济学角度来对年轻人不正确的消费心理进行认识,不仅能更好地了解消费心理的内涵,也可以为年轻人正确判断自身消费行为提供相关依据。当然,消费心理作为衡量人们消费习惯的标准,集中展现了人们在消费过程中个人心理行为的具体表现,人们的消费观念会根据人们的收入水平以及社会风气等发生变化。所以在研究年轻人的消费心理时,需要从多个方面出发,比如:要从当前社会氛围、对购买活动的态度等多个方面,进行综合考虑。就目前年轻人在成长过程中的诸多现象看,存在很多不健康的消费心理。归纳起来,主要表现在以下几方面:

1 观测点概况

塔什库尔干新60泉观测点位于慕士塔格峰西北面的温泉山上[1],距县城27 km,距314国道4 km,坐标37.90 °N,75.13 °E,海拔3 325 m,位于青藏高原西北帕米尔构造区的中东部,处于喀喇昆仑构造带塔什库尔干和塔明铁盖(阿克赛钦)2个二级陆块边界部位,喀喇昆仑右行逆走滑断裂上,地层及岩性主要以远古、古生代的花岗岩、片麻化花岗岩、片麻岩、大理岩为主(图1),观测点东部发育有第四系冲洪积物。该断裂不仅发生过1895年塔什库尔干MS 7.5地震,还发生过很多古地震,又存在小震活动,是发生中等地震活动的地区之一。其周围温泉发育普遍,从公格尔至达布达尔一带温泉出露温度为29.3~71.9 ℃, 水质类型SO4·Cl-Na为主;pH 7.2~9.41,呈碱性[2]。前人获得区域温泉资料后分析认为区域出露温泉具有深循环特征,泉水的出露主要受断裂构造控制,断裂构造为主要储水和导水构造,含水层呈脉状,地下热泉的巡流途径深远,在运动过程中以溶滤作用为主[3]

  

图1 塔什库尔干新60泉区域地质图Fig.1 Regional geological map of Taxkorgan new 60 spring

塔什库尔干新60泉2014年2月开始水温试观测,2014年3月28日转为正式观测。水温观测选用由中国地震局地壳应力研究所研制的SZW-1A型数字式地热(水温)观测专用石英温度计,水温探头位于泉泄流口内约30 cm。水温观测资料较为稳定,数据部分出现断记,断记原因为电源及通讯故障造成缺数,不影响泉水温度数据可靠性。

直到晚上10点多,卤渠才修复完成。全体人员已在暴晒、大风、尘土下连续工作8个多小时,有人踩到低洼的地方几乎摔倒,体力严重透支。挖机司机胡宝亮,连续8个多小时窝在狭窄的驾驶室内工作,连水都没来得及喝一口。直到完成任务,他才费力地走出挖机驾驶室,汗水夹杂着尘土,整个人就像从水泥灰里出来一样。

2 干扰因素分析

河南省由于农村人口基数较大,城镇化率相比其他省份稍显滞后,一些问题的表现也相对突出。就笔者来看,当前河南乡村发展面临的问题主要表现在发展基础、公共服务与发展动力三个方面。

塔什库尔干新60泉建有温泉疗养院,泉水口周边围有栅栏,并有专门安保人员进行看护,防止人员破坏。异常出现后,喀什地震台工作人员对本次温度变化进行核实工作,其中包括对观测系统进行排查、外界因素含气象三要素干扰、观测环境改变等因素的排查。

2.1 气象因素

塔什库尔干新60泉属于干寒温带气候,冷暖交替,气温从形态上看均有清晰的年动态变化规律,从幅度上看年变化幅度与往年基本相当,通过对水温变化及气温变化进行相关性分析得出其相关系数为-0.026 737,基本不相关,排除气温影响(图2a)。气压波动幅度变化较小,异常开始及发展过程中未见大幅的气压波动,表观上未见相关性,通过对气压及泉水温度进行相关性分析,得出相关性系数0.167 91,基本不相关,排除气压干扰(图2b)。2015年降水量相比往年稍有增加,往年降水较大时期,泉水温度并未出现明显变化,通过对降雨量及泉水温度进行相关性分析后得到相关系数0.127 54,基本不相关,排除降水干扰(图2c)。

2.2 环境及观测系统

通过近2年的连续观测,发现塔什库尔干新60泉水温在没有明显地震活动性的干扰下,测值相对平稳,平均温度为63.66 ℃,波动幅度63.63 ℃~63.68 ℃,日变幅度为0.05 ℃左右,年变特征不明显,但存在目前尚未得知的短周期快速阶降阶升现象,表现为无规律性,最大变幅可达0.31 ℃,时间较短,且幅度明显小于异常幅度,对于异常的判定不影响。

在地热异常变化与地震关系的研究中,人们很早就认识到地震活动区往往也是地热异常带,地震前地温、地下水温有明显的变化[4]。活动断裂带是地球深部物质向地表迁移的主要通道,研究活动断裂带附近温泉流体的地球化学特征,是揭示温泉流体来源及形成机制的有效途径之一[4] 。塔什库尔干新60泉位于地热异常带,随着观测点周边地下应力场的逐步加强,岩石裂隙孔隙发生变化导致2014年7月29日开始出现较大幅度的温度变化,区域应力的进一步积累至2015年6月22日开始出现温度的快速阶升阶降,震后泉水温度缓慢升高恢复至背景水平(图4)。

  

图2 塔什库尔干新60泉水温、气象要素整点值曲线图Fig.2 Taxkorgan new 60 spring water temperature and meteorological factors curves

 

(a)观测点周边气温整点值曲线;(b)观测点周边气压整点值曲线;(c)观测点周边降雨量日测值曲线;(d)塔什库尔干新60泉水温观测整点值曲线

  

图3 观测点概况图Fig.3 Observation point overview

 

(a)观测点周边情况 (b) 观测点泉水的情况

3 异常特征分析

3.1 水温的正常动态变化规律

2015年6月23日喀什地震台工作人员对本次异常变化进行现场排查,分别对仪器工作状况、仪器配电情况、探头放置位置情况进行检查,检查结果显示监测数据真实可靠,排除环境及人为干扰,观测点周边未发现影响地下水水温观测的人为干扰因素(图3)。

3.2 震例分析

通过以上多种形式的教学,使更多的学生不再惧怕英语,而是能积极主动地参与到英语学习中,很大程度上增强了学习英语的兴趣。

(2) 2015年6月22日8时~13时泉水温度由62.14 ℃快速升高至63.73 ℃, 6月24日开始由出现大幅下降至61.69 ℃,6月29日18时~22时又快速回升至62.70 ℃,之后泉水温度缓慢升高,7月3日发生皮山Ms 6.5地震,异常开始时间为震前12 d,分析认为这种水温的快速阶升阶降可能是应力场的快速变化的现象,对于地震的临震预判具有很好的指示意义。

地震是在应力场作用下孕育发生的,目前研究地壳应力状态较为可行并普遍采用的途径是通过测定地震的震源机制解来推断应力主轴方向。利用大量的中、小地震的震源机制解的优势结果可以反映区域构造应力场的特征。单个地震的震源机制解可反映出在构造应力场作用下地震断层活动的性质,多个地震的震源机制解可反映出较大区域内的平均构造应力状态(表1)。

  

图4 塔什库尔干新60泉水温观测曲线及地震对应关系图Fig.4 Taxkorgan new 60 spring water temperature and earthquake corresponding relation

 

(a)2014年水温观测分钟值曲线 (b)2015年水温观测分钟值曲线 (c)2014~2016年水温观测整点值曲线

(1) 2014年7月29日18时~7月31日12时出现大幅水温降低,由背景值63.52 ℃降低至61.82 ℃,降幅达到1.7 ℃,且变化过程为逐步降低,2014年8月1日之后泉水温度在61.53 ℃~62.33 ℃波动。距离异常开始340 d发生皮山Ms 6.5地震。喀什台工作人员在水温低值持续的过程中巡台并对仪器的工作状态、探头的位置及水温进行检查,温度变化是真实可靠的。异常分析认为:泉水温度的快速降低且未出现高频的温度突升突降的变化是地下应力逐步增强的信号,属于中期异常。

图3为车钩处于未压缩与未拉伸状态时,车辆由直线进入R=30 m圆曲线的几何状态图。根据以上的曲线模拟方法,得到表3。

(3) 地震过后水温缓慢升高,至2015年11月6日基本恢复背景水平。本次水温震后的恢复证实本次异常变化属于皮山Ms 6.5地震前异常,也间接的说明本次异常的真实可靠。花岗岩在受压未破坏前主要以弹性形变为主,随着地震的发生,积累的形变能快速释放,花岗岩恢复受压前体积,孔隙裂隙水运移通道恢复,水温逐步恢复至背景值水平。

4 台站应力变化特征

该泉水水温较好地记录了皮山Ms 6.5地震的前兆信息,包括中期异常、临震异常及震后恢复的水温变化,总结泉水温度的变化特征,从水温变化信息提取前兆异常进程及异常变化形态有助于震情形式的研判。

1882年由本特里公司(Bentley’s)出版的首部奥斯汀小说全集将奥斯汀的形象与英格兰农村的建筑——乔顿乡村教堂和史蒂文屯牧师住宅的木刻画——联系起来。这种将“奥斯汀”与田园古宅相连的传统还传达了奥斯汀对乡村农舍的由衷喜爱。这里需要指出的是,奥斯汀主要描绘的农舍不是穷苦的农舍农的居所,而是达什伍德太太这样落魄乡绅阶层,或是埃德蒙·伯伦特等这样的牧师,或是韦斯特先生这样的新兴力量所居住的新农舍。虽然比不上庄园的豪华与现代,却也方便、舒适,功能齐全。

塔什库尔干测震台站距离塔什库尔干新60泉观测点13.8 km,本文中利用传统的P波初动法计算塔什库尔干台小震平均震源机制解,基本可以了解塔什库尔干新60泉附近场应力的变化情况。选择2009年1月~2015年7月的资料,以各台站为中心,选取半径为100 km范围的中小地震(1.0≤ML≤5)进行震源机制的求解,进而对台站周围应力状态进行研究,判断区域应力场的变化情况。

 

表1 塔什库尔干台震源机制解表

  

时间节面Ⅰ走向/(°)倾角/(°)滑动角/(°)节面Ⅱ走向/(°)倾角/(°)滑动角/(°)P轴方位/(°)倾角/(°)T轴方位/(°)倾角/(°)2009年15650-5729050-1241336522302010年18987-17427984-3144623422011年14837-8231854-96204805282012年2617725357661663108217272013年958817718587214015042014年13441-12435657-64318676882015年7154131194524713314158

  

图5 塔什库尔干台站各年度主压应力轴分布图Fig.5 Seismic axes advantage Distribution of Taxkorgan station

因研究区域发震断层主要以逆断、走滑性质断层为主,本文中只针对压应力轴进行分析,其他要素因变化范围较大,不能代表该区域应力场的主要特征,且聚类分析后效果不显著,暂不进行分析。塔什库尔干台各年度主压应力轴优势分布结果分析:2009~2011年小区域范围内发生的中小地震由于受局部应力场作用,断错方式主要与其所在分支构造的性质和受力情况相关,所以其主压应力轴结果表现出不一致性(图5)。2012~2015年主压应力轴基本一致,方向为NW,表明板块间应力作用加强,大区域应力场控制小地震的受力方式,主压应力轴表现出较强的一致性。

通过对塔什库尔干台的中小震平均震源机制进行分析,认为自2012年之后应力场逐渐由区域应力取代局部应力的扰动并占据主导地位。

5 机理浅析

  

图6 塔什库尔干地区地热田模型示意图Fig.6 Taxkorgan region geothermal field model

本次地震的震源深度10 km,根据热传导及热对流引起的泉水温度变化应该是渐变,不可能形成本次地震前的阶变式,因此本次泉水震前异常引起因素为区域应力场变化,含水层受到应力作用发生形变,造成含水层间产生水流发生越流。根据井水温微动态及其形成机制的研究,其异常机理与水温固体潮效应相似,即含水层受到压应力时,附加的压应力会作用在含水层,造成含水层系中孔隙压力增大,促使地下水流向压力较小的裂隙中。因不同层位的含水层裂隙发育程度不一样,随着应力增加至一定程度,造成之前的水温微平衡被打破,从而出现水温较低的含水层贡献度逐渐增大,从而出现泉水温度的降低,随着地震的紧迫性增加,含水层系在应力的积累达到一定阶段后,泉水温出现度快速上升—下降—上升变化,快速打破水温的微平衡,也就预示着地震即将发生。

塔什库尔干新60泉所在断层的联通性发生改变,因观测泉水的出露受断裂构造控制,其周围泉水点从公格尔至达布达尔一带温泉出露温度为29.3 ℃~71.9 ℃,其围岩主要为花岗岩,花岗岩与片麻岩热导系数为2.7~2.9 W/m·℃,但沿卡拉昆仑断裂带由北向南出露泉水温度逐渐降低,由此可见不同区域不同岩性其出露的泉水温度差异性较大(图6)。总体来说大地热流值是北部高于南部,皮山地震位于观测点东南部,其处于大地热流低值区域,由于震前断层不同部位的活动性发生相对变化,断层的隔水性发生变化,造成大地热流高值区域与低值区域的泉水出现混合,造成泉水温度的变化。

6

塔什库尔干新60泉循环深度较深,补给区较源渗流路径较长,循环于地下深处,经加温、加压沿断裂带出露于地表,较少受气象和人为因素影响[6],温度变化幅度较小。通过对温泉水温的长期观测,可以反应区域应力场的变化。水温作为地震的直接前兆异常观测项目,在地震预报中具有相当突出的短临特征。利用塔什库尔干新60泉水温来探寻地震前的水温异常是切实可行的,本次异常结束后,泉水温度基本恢复,且异常幅度较大,与资料正常情况的波动幅度差别较大,易于区分。塔什库尔干新60泉如何增加流量观测,将会成为异常判定的重要依据。流量的变化与温度的变化相结合,可以更好地判定异常,并对泉水温度异常的机理进行进一步解释。

参考文献

[1] 木拉提江·阿不来提,闫玮,阿里木江·买买提依明,等.2016年11月25日新疆阿克陶MS 6.7地震前兆异常分析[J].内陆地震,2017,31(2):222-228.

[2] 常志勇,李清海,史杰,等.新疆塔什库尔干谷地北段地热地质条件分析[J].水文地质工程地质,2016,43(3):164-170.

[3] 童迎世,毛际香,童敏,等.地下热泉的形成条件与地震[J].华南地震,2002,22(2):53-58.

[4] 徐桂明,郑江荣,杨从杰,等.江苏05井—06井水温的中短期地震异常典型特征研究[J].地震研究,2010,33(4):274-280.

[5] 晏锐,官致君,刘耀伟,等.川西温泉水温观测及其在芦山MS 7.0地震前的异常现象.地震学报,2015,37(2):347-356.

[6] 高小其,地里夏提,许秋龙,等.乌鲁木齐9、10号泉F—映震特征的研究[J].地震学刊,2002,22(1):5-11.

 
闫玮,汪成国,黄瑜,桂荣
《内陆地震》 2018年第01期
《内陆地震》2018年第01期文献

服务严谨可靠 7×14小时在线支持 支持宝特邀商家 不满意退款

本站非杂志社官网,上千家国家级期刊、省级期刊、北大核心、南大核心、专业的职称论文发表网站。
职称论文发表、杂志论文发表、期刊征稿、期刊投稿,论文发表指导正规机构。是您首选最可靠,最快速的期刊论文发表网站。
免责声明:本网站部分资源、信息来源于网络,完全免费共享,仅供学习和研究使用,版权和著作权归原作者所有
如有不愿意被转载的情况,请通知我们删除已转载的信息 粤ICP备2023046998号