淺談地震預兆信息的接收
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對陜、甘、青、川、渝、滇地區(qū)的電磁觀測網(wǎng)進行了動態(tài)跟蹤與分析，資料的時間跨度從2008年1月—2013年6月，共計5年多的資料分析與累計．在跟蹤與分析過程中發(fā)現(xiàn)2013年4月20日蘆山MS7．0地震前存在一些大震異常電磁信息．通過對上述電磁觀測網(wǎng)觀測資料跟蹤分析，在2013年4月2日的資料分析中注意到，2013年3月30日在曲江臺記錄到了地電場異常信號，其最為顯著的特征就是幅度大，除東西向長極距外其余5個測道上記錄到的異常信號幅度均大于1400mV／km．尤其在南北測向短極距上觀測到的異常信號幅度達到3680mV／km，該信號的持續(xù)時間為1小時30分．造成這么大幅度的信號有如下幾種原因：信號源本身發(fā)出了強信號；②在強信號到達時臺址下方非均勻性電性結構對信號又有放大作用；外來信號的激發(fā)引起個別電極的激發(fā)極化．從長期對該臺的跟蹤分析可知，自2007年建臺以來，在筆者收集的該臺1300條特征曲線中除汶川大震信號外，這是最大幅度的異常信號．總結其幅度超過3000mV／km的地震電信號基本上可判定為大震信號．在該臺地電場多極距的觀測中，由于臺址下方電性結構的非均勻性，使得該臺在同一方向上的長、短極距觀測值存在明顯差異．通過對該臺的多次地電暴信號比較分析和標定基本可以得出這樣的認識，而從物理機制上證明這一特點則有待于對其臺址結構進行三維高密度電法勘探研究加以確認．2013年4月4日6時50分左右，重慶仙女山臺地電場出現(xiàn)異常信號．該信號幅度達到自2008年10月底建臺有記錄以來的最大值．其特征是持續(xù)時間1小時30分，且在南北測向和北東測向出現(xiàn)長、短極距觀測極性相反的現(xiàn)象．根據(jù)調查與分析，可排除雷電、測區(qū)內噪聲的因素．從地電場多極距觀測原理來講，在地下為均勻介質的條件下，信號源較遠時在長極距上觀測到的異常信號一定與短極距上觀測到的異常信號具有相同的極性，只有信號源在測區(qū)內時才會產(chǎn)生長、短極距信號極性相反的情形．但在實際中地下介質電性往往是不均勻的，尤其是臺站下方的介質，在此條件下也會出現(xiàn)遠源信號的極性在長、短極距上相反的情形，如上海高壓輸電接地極大電流信號在20km以外的觀測臺就出現(xiàn)過這種情形．此時，相對于0．4km的長極距而言，20km可視為遠源．
2極距觀測曲線
中南北向短極距觀測曲線與北東向短極距觀測曲線對比可以看到，在南北向中間位置的電極存在著受激極化的可能，也就是受外來信號的激發(fā)時電極本身很小的極化電位也會突然變得很大，且會導致長、短極距上信號的反向極化．與陸陽泉同志交流表明該現(xiàn)象在不極化電極的研制試驗過程中也曾出現(xiàn)過．筆者注意到，在有地電場和電磁擾動同步觀測的臺站，許多信號在這兩種觀測系統(tǒng)中不是被同時觀測到，往往在地電場異常信號出現(xiàn)的時刻電磁擾動卻沒有出現(xiàn)異常，或電磁擾動出現(xiàn)異常信號時地電場觀測卻并不出現(xiàn)異常信號．地電場異常信號和電磁擾動異常信號同步出現(xiàn)的情況相對較少．地電場異常信號出現(xiàn)的同一時間內，在該臺布設的電磁擾動儀（觀測頻段為0．5—10Hz）也觀測到了該時段的超低頻（ULF）信號．重慶仙女山臺電磁擾動信號自2013年3月11日開始連續(xù)不斷地出現(xiàn)異常，其主要特征是電擾動出現(xiàn)明顯信號，正常背景值通常在1mV／km左右．而磁擾動觀測在東西和南北方向都比較穩(wěn)定．但在4月4日6時50分左右，電磁擾動都出現(xiàn)了較大異常，20：00—21：00磁擾動也較大．尤其是磁擾動信號自2008年10月建臺以來從未出現(xiàn)過如此大幅度的異常信號．在地電場觀測網(wǎng)中存在著一種現(xiàn)象，即有的臺映震效能高，有的臺映震效能低，這與臺站位置及其區(qū)域地下介質電性結構的非均勻性特征密不可分；馬欽忠，錢家棟，2003；黃清華，林玉峰，2010）．在筆者收集的成都臺2100條地電場特征曲線中，時間跨度為2007年7月—2013年6月近6年時間．其中最多的異常信號時間段出現(xiàn)在2008—2010年．2011年以后臺站人員對該臺地電場觀測系統(tǒng)進行了改造，一是將電極全部更換；二是將共用電極區(qū)位置移動，將長、短極距的兩個共用電極埋在了緊鄰電線桿的地下，使得共用電極區(qū)地下局部非均勻電性結構對觀測產(chǎn)生了非常大的影響，因此該臺地電場觀測的映震效能不如以前，而且地電場信號的幅度特征也與以前不同．也就是說利用以前的信號幅度特征經(jīng)驗來判斷以后的信號幅度特征，所反映的震級會出現(xiàn)較大誤差．盡管如此，成都臺地電場觀測記錄到的地震電信號還是非常豐富的．通過對汶川MS8．0地震及其隨后的一系列強余震的檢驗，在上述2100條特征曲線中通過本文上述排除法之后所選出來的異常信號與地震的對應關系較好，汶川MS8．0地震前的資料分析及其MS≥5．0強余震前都出現(xiàn)了地震電信號．
3成都地電場臺
通過分析，筆者認為成都地電場臺是一個對地震很敏感的臺站，也就是所謂的“敏感點”或“穴位”．在蘆山MS7．0地震前一天，即2013年4月19日，在成都臺觀測到了一組異常電信號，其特征為持續(xù)時間30分鐘．雖然該信號持續(xù)時間不長，但其幅度非常大，其中最大的是東西向的短極距觀測值，高達2154mV／km，且主要是在東西向和南北向長、短極距記錄到大幅度信號，而在北東向的長、短極距上記錄的信號幅度非常?。P者研究認為，鹽源臺是川滇交界地區(qū)7個地電場臺站（瀘沽湖臺、鹽源臺、紅格臺、小廟臺、嵩明臺、元謀臺、羅茨臺）中映震能力最強的一個臺站．該臺在2008年5月12日汶川MS8．0地震及其強余震前都記錄到了較好的地震電信號．2013年4月20日蘆山MS7．0地震前3天，即2013年4月17日，鹽源臺記錄到了較為明顯的異常信號，持續(xù)時間為20分鐘，幅度最大為124mV／km．蘆山MS7．0地震前4天，即2013年4月16日，小廟臺記錄到了非常突出的異常電信號．該信號幅度大，持續(xù)時間為28分鐘．由圖8可以看到，南北方向的短極距信號幅度達1萬246mV／km；北東方向的短極距信號幅度達6976mV／km，其幅度遠遠超過其它測道上的信號幅值，且它們的信號波形形態(tài)相同；而南北測道和東西測道上的長極距信號幅度分別為358和344mV／km．在北東向長極距上未記錄到東西向短極距上信號畸變．該現(xiàn)象在一些地電暴信號的記錄中也曾出現(xiàn)過，推測應該是儀器相應測道的記錄問題．由上述多極距觀測系統(tǒng)原理分析可知，電極區(qū)地下存在非均勻電性體時或該電極受到外部電流信號的沖擊激發(fā)極化時均會產(chǎn)生這樣的特征．以往在距小廟臺10km左右的西昌高壓輸電接地極向地下注入4500A的大電流時，小廟臺記錄到的信號特征也顯示南北向短極距和北東向短極距信號幅度大于其它極距的信號幅度，其幅值分別為1222和914mV／km，說明在小廟臺南北方向3個電極中的中間電極區(qū)地下局部區(qū)域存在電性非均勻體，其作用是當?shù)仉妶鲂盘柾ㄟ^其區(qū)域時就會被放大，非均勻體的電阻率絕對值相對于其周圍介質的電阻率越大，對信號的放大作用也越強．另外，在受激極化時電極極化信號也會大大增強．經(jīng)實際落實，2013年4月16日21—22時西昌高壓輸電接地極沒有向地下注入電流，而當日小廟臺臺站觀測日志寫到：“儀器工作正常，外環(huán)境正常，外線路正常．21—22時出現(xiàn)不明原因干擾，數(shù)據(jù)出現(xiàn)突跳”，因此也排除了雷電信號的可能，且當時也沒有源自電離層的地電暴發(fā)生．因此，這就排除了該異常信號源自于高壓輸電接地極、雷擊及地電暴．在川滇交界區(qū)域再也沒有大于西昌高壓輸電接地極大電流強度的信號源，該臺附近的信號源以及單純電極極化所產(chǎn)生的噪聲幅度遠不可能達到圖8所示的信號幅度．因此，2013年4月16日小廟臺記錄到的異常電信號是臺站附近及遠處人類噪聲、雷擊噪聲及地電暴噪聲所無法解釋的，它很可能就是蘆山MS7．0前的地震電信號．由上述可以看到，蘆山MS7．0地震前在川滇交界地區(qū)的地電場觀測網(wǎng)（鹽源臺、小廟臺、紅格臺、瀘沽湖臺、元謀臺、嵩明臺、羅茨臺）中只有鹽源臺和小廟臺記錄到了地震電信號，也就是說這7個臺中只有少數(shù)臺觀測到了地震電信號．由表1可以看到，這些地震電信號的幅度變化特征并非遵循均勻介質的情形，即距離震中區(qū)越遠越小的特點．這與南北地震帶地質構造及其介質非均勻性的復雜性密切相關．另外，由表1也可以看到，隨著時間的推移異常信號有向震中方向遷移的趨勢．遺憾的是在震中區(qū)沒有電磁觀測臺站，否則該遷移現(xiàn)象可能會更加明顯．
作者：呂鑲金單位：成都電場臺
