【泸定地震科考】四川泸定6.8级地震温泉水化地震短临前兆异常研究结果

地震的孕育和发生是一个复杂的物理-化学过程,岩层中应力的积累、应力状态和热动力状态的变化都会引起介质体系的变化和水-岩体系平衡的破坏。作为岩石介质的组成部分,流体反映了岩层受力变形、破裂以及热动力状态的灵敏组分,温泉中的流体由于参与了深部循环,会在地震前出现化学组分的变化,对地震预测具有重要意义。

根据温泉流体地球化学考察结果,温泉气体He同位素指示康定市至磨西地区幔源热流值较高,深部物质上涌强烈,在地震孕育和发生过程中起到很重要的作用(图1)。鲜水河断裂带康定至磨西的深浅部流体循环模型表明,沿断裂分布的温泉在活动断裂带地震活动平静时期,贡嘎雪山的雪水和断裂深部上涌的流体在断裂带内耦合达到动态平衡(图2)。当应力积累达到临界值时,断裂带内大量的裂隙出现,引发水岩反应平衡体系的破坏,在地震前震中周围温泉水中离子浓度发生明显的上升或下降,出现明显的地震短临前兆异常现象。

2022年9月5日四川省甘孜州泸定县发生6.8级地震后,预测所温泉流体地球化学地震短临前兆研究团队何苗、周晓成、李营、天娇、李静超、董金元对距离震中距100km以内的温泉点观测数据进行了跟踪分析,发现Na+、Cl-、SO42-异常(图3)。温泉最早异常的点是出现在3月份,集中发生在5月份,异常持续时间大多可达2-3个月。

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根据温泉水化短临前兆异常特征,表明水化异常持续时间越长震级越大。在川滇菱形块体内部,温泉水文地球化学资料表明,地震多发生在异常数量下降过程中(图4)。

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图4 川滇菱形块体温泉水化短临前兆异常数量随时间变化曲线(数据截至7月底)

对泸定6.8级地震周围在线氯离子监测站的数据分析表明,公益海温泉和灌顶温泉的氯离子在震前4天开始上升,达到峰值异常时,地震发生,震后异常转折下降,但仍处于异常范围,后期继续跟踪。下一步将结合温泉流体的演化,分析震后地球深部流体变化过程,为震情趋势研判提供科技支撑。

 

(供稿:中国地震局泸定6.8级地震科学考察队)