1.1 1966年邢台地区M4～6地震
1966年邢台M7.2地震震区成为我国震磁观测与研究的首个野外现场。祁贵仲等(1977)利用红山等地磁台的资料,对1967—1969年发生在红山台周围7～50 km范围内的30多次M4.0～6.0地震进行震磁效应分析,在对资料做了误差分析的基础上得出,在50 km范围内,6级以下地震的磁效应不超过10 nT。祁贵仲(1978)应用空间相关的方法,分析了1974年在邢台地区发生M4～5地震的地磁异常变化,发现在距离震中15 km的尧头地磁台,地磁垂直分量的异常变化为3～5 nT,异常持续时间为1～2个月。
1.2 1975年海城M7.3地震
自1973年起,北京大学与河北省地震局在北京、天津、河北、辽宁、山东等地区开展了地磁测量工作。在1975年海城M7.3地震前做出了比较成功的预测,从而大大减轻了震害,震前的地磁异常现象是该次地震预测的主要依据之一。磁测数据的分析结果表明,1973—1975年各测点相对于北京台(震中距约550 km)地磁场垂直分量的差值ΔZ随时间发生变化,其中大连测点(震中距约250 km)ΔZ的变化异常最大,在1973年10月—1974年5月上升了20 nT; 唐山测点(震中距约410 km)ΔZ 的变化异常次大,1974年5月比1973年10月上升约15 nT。地磁水平分量的差值ΔH与地磁总强度ΔF亦有异常显示(朱凤鸣,1982)。
1.3 1976年唐山M7.8地震
1.3.1 地下电性构造背景
陈伯舫(1974)应用北京、昌黎等6个台站地磁急始与湾扰的资料,分析研究了地磁短周期变化,发现渤海西岸地区存在地下高导层,并指出该地区是易震地区。
为研究1976年唐山M7.8地震的地下电性构造背景,祁贵仲等(1981)分析了1973—1979年渤海周围地区25个台站急始、湾扰等地磁短周期变化事件,以及静日、 扰日和磁暴的频谱成分,发现包括唐山震区在内的渤海地区存在地磁短周期变化异常,应用三维电磁感应的数值理论,拟合了与这种地磁短周期变化异常相应的地下电性结构,发现唐山M7.8地震发生在渤海地区上地幔高导层局部隆起的北侧边沿。与该高导层局部隆起相关的附加热应力的量级可达几千bar,它可能是唐山M7.8地震的动力来源。由此可见,渤海地区上地幔高导层局部隆起所形成的异常电性构造,不仅是唐山地震孕育的地下电性结构的构造背景,而且其附加热应力可能是唐山地震重要的动力来源。
1.3.2 震磁信息综合分析研究
表2为对唐山M7.8地震的震磁信息深入分析与综合研究的结果。从表2可见,唐山M7.8地震存在地磁长趋势变化、短期变化与短周期变化3类震磁信息,其空间展布为100～150 km,震磁信号强度约10 nT(詹志佳,1988)。
表2 1976年唐山M7.8地震的震磁信息
Tab.2 Seismomagnetic informations of the 1976 Tangshan M7.8 earthquake
1.3.3 临震异常现象
唐山M7.8地震发生前,1976年7月4日地磁垂直分量日变化极小值出现的时间(称之为低点时间)在空间分布上出现了少有的异常,全国范围内的低点时间分布明显呈现在3个区域,各区域之间的低点时间相差2 h左右(低点位移)。在低点位移异常后的27 d和41 d前后,于低点位移的分界线上分别发生了1976年7月28日唐山M7.8地震和1976年8月16日松潘M7.2地震。应用地磁幅相法分析各台站的地磁资料表明,在唐山M7.8地震之前的1976年7月6—17日,昌黎、宝坻、北京、怀来等台站地磁垂直分量的日变幅度和相位出现了异常现象,1976年7月5、11、17、 21、26日在昌黎、宝坻等台站的地磁垂直分量日变幅呈现了异常现象(丁鉴海,1988)。
综合以上各种分析研究的结果表明,无论是地磁总强度F还是地磁垂直分量Z,无论是地磁较长趋势变化还是地磁短期变化以及短周期变化,在唐山M7.8地震前后均出现不同程度的异常现象。由此可见,唐山M7.8地震存在比较丰富的震磁信息,也说明了震磁综合分析研究的重要性。
1.4 1979年溧阳M6.0地震
江苏省地震局在江苏地区布设了地磁台网,该台网的台间距平均为60～70 km,观测地磁总强度和垂直分量,还配有垂直分量磁变仪的连续记
图1 1979—1986年溧阳台(LY)与南京台(NJ)地磁垂直分量的差值与溧阳M6.0地震的震磁异常
Fig.1 Differences of geomagnetic vertical component between LY and NJ stations and the seismomagnetic anomaly for the Liyang M6.0 earthquake from 1979 to 1986
录。该台网资料分析结果表明,当台间距为100 km时,每天21时(北京时)两台差值的均方差为0～2.0 nT,当台间距为300 km时,该均方差为0～2.5 nT。
1979年7月9日,在该地磁台网中发生了溧阳M6.0地震。该台网的观测结果表明,离震中最近的溧阳台(离震中20 km)于震前出现了垂直分量的异常变化。从图1可见,溧阳台与南京台的垂直分量差值从1979年6月中旬开始下降,出现负异常,于6月底下降到最低点,变化幅度为-8 nT; 然后回升,出现正异常,于7月6日达到最大,其幅度约为10 nT,随后在差值恢复到初始值后发震。然而,其他台站与南京台的垂直分量差值在溧阳地震前后没有异常变化。贺楚儒等(1983)应用压磁模式解释了溧阳地震之前出现的上述地磁垂直分量的正异常与负异常。
1.5 1982年剑川M5.3地震
云南省地震局于1980年在滇西地区布设的地磁测网,共有50个测点,相邻测点的间距为10～40 km。对磁测资料的误差分析得出,其均方差约为2.5 nT。
1982年7月3日,在滇西地区磁测网中发生了剑川M5.3地震。分析地磁总强度的差值变化,结果显示,离震中40 km之内的测点于震前出现地磁异常变化,而离震中50 km之外的测点则无异常变化。离震中最近的剑川、民间哨、玉华等测点(离震中约10 km)的异常变化最大,其变化幅度约为9 nT。在发现上述地磁异常变化之后,曾于1981年12月云南省地震局的震情会商会与1982年4月云南省地震局原综合大队震情会商会上,先后提出过地震预报意见,认为剑川等地区是地震危险区(云南省地震局前兆室流磁组,1984)。
1.6 1987年寻乌M5.6地震
1987年8月2日发生了江西寻乌M5.6地震。福建省地震局在江西地区布设了磁测网,开展了地磁总强度测量工作。图2为该震中附近的地磁测点分布与1977—1989年各测点地磁总强度差值ΔF的变化。从图2可见,离该震中最近的测点11(距震中10 km)ΔF的变化最大,为 13 nT。1985年发现了该地磁变化异常后,作出了地震预报(郑阿栗等,1994)。
图2 1987年8月2日江西寻乌M5.6地震震中附近的地磁测点分布(a)及 1977—1989年各测点地磁总强度差值ΔF的变化(b)
Fig.2 Distribution of geomagnetic sites near the epicenter of the Jiangxi Xunwu M5.6 earthquake occurred on Aug.2,1987(a)and changes of geomagnetic total intensity difference ΔF at those sites during 1977 and 1989(b)
1.7 大同—阳高M6.1地震
山西省地震局也于20世纪80年代初期在山西地区布设了磁测网,开展了地磁总强度测量工作。1989年10月18日发生了山西大同—阳高M6.1地震。山西测网的磁测数据分析研究结果表明,该地震发生前的地磁变化异常持续时间为近6 个月,离震中的地磁异常范围为约100 km,最大的地磁变化异常为-12 nT。山西省地震局于1989年7月分析得到地磁变化异常后,曾作过地震预报(Zhan et al,1999)。
表3为震磁前兆与地震之间的统计相关性,其中对比组A为我国22个震例的资料所得到的结果,相关性统计检验表明,在显著水平a=1%时,相关系数r>r0(统计检验值),说明这些拟合关系式是有意义的,因此,震磁前兆与地震之间具有一定的相关性。表3中的B组是力武常次由日本4个震例所得到的结果。比较A、B两组结果,它们有着一定的共性,即地震震级越大,相应的地磁前兆异常的时间T、展布的空间范围d与地磁变化异常幅度f都有增大的趋势。然而,这2组中相应的系数不同,说明存在一定差异性; 这种差异性,一方面可能反映参与统计的样本数多少的差别,另一方面由于这2组的统计样本分别来自中国与日本不同地区的地震。研究表明,震磁前兆信息与地质构造、地下介质的物理化学性质、震源机制、孕震过程等复杂因素有关(陈运泰,2009)。因此,要获得震磁前兆与地震之间的定量关系,并将其应用于地震预报的实践中,还应当积累更多的资料,做更深入的研究。
表3 震磁前兆与地震的相关性
Tab.3 Correlation between seismomagnetic precursors and earthquakes
