2023年8月6日山东平原发生 MS5.5 地震, 此次地震是山东地区40a以来发生的最大地震。震前山东省地震局在震中附近开展了每年2期的流动重力观测, 观测到了震前4a的重力场时空变化。文中利用流动重力观测资料, 系统分析了2019年9月以来的区域重力场变化特征, 并结合形变场、 震源机制解、 动力环境等探讨了震前重力变化与发震机理。结果表明: 1)2022-05—2023-04震中南部重力正值变化>50μGal, 区域直径>160km, 震中两侧正负差异变化>70μGal; 震中重力变化平稳, 处于“闭锁”状态。2)区域重力场变化与水平形变场、 震源机制解、 同震位移场的空间分布具有对应性——震源机制解的压缩区和同震位移场的流入区、 沉降区对应了震前的面压缩区与重力下降区; 震源机制解的膨胀区和同震位移场的流出区、 隆升区, 对应了震前的面膨胀区与重力上升区。3)此次地震前重力变化异常的主要原因是深部流体物质迁移, 次要原因是上地壳形变产生的重力效应。
2010-2020年间利用LCR-G相对重力仪及CG-5相对重力仪对沂沭断裂带地区进行了每0.5a一期的相对重力观测, 通过对重力观测数据、 水文资料和形变资料的处理分析, 发现: 1)2010年8月以来沂沭断裂带北段出现的多年期重力异常与该地区地下水位下降及地面沉降有强相关性, 地下水位变化对重力的影响可达-102.21μGal, 地面沉降产生的最大影响为190.56μGal, 二者叠加影响可达195.72μGal; 2)流动重力观测在基岩出露的山地丘陵区一般不存在非构造背景场干扰, 而当第四系平原地区的重力场出现大幅变化时, 应重点明确是否为水位变化、 地面沉降等因素导致; 3)深层承压水漏斗区往往伴随地面沉降及显著的重力变化, 浅层潜水下降一般不引起地面沉降, 但水体流失会引起地面一定的重力负值变化; 4)日常对流动重力测量资料进行校正时, 可根据测点近年受地下水及垂直形变干扰的量级变化规律计算其年均校正常数, 这对流动重力资料的分析、 应用以及相关研究具有一定的积极意义。
文中基于中国大陆地区48个台站的地磁秒值资料, 采用极化法对2015年尼泊尔MW7.8地震前的磁扰动特征进行了分析。极化法的逐步计算结果与地磁K指数的对比分析表明极化高值异常与空间磁场活动之间没有相关性, 可用于提取震磁异常信息。距震中1 500km范围内台站的极化值在震前98d出现了同步性高值异常, 考虑到磁场变化具有区域同步性, 提出了极化逐日相关分析。研究发现地震孕育过程中各台站间的极化相关性明显增强, 而地震发生在同步性转折阶段。基于极化值相对变化量进行的空间异常分析显示, 尼泊尔地震前 >20% 的台站出现持续3d以上的异常, 且具有明显的区域性特征。文中从构造动力演化角度对地磁极化异常的孕育和发展进行了解释, 对磁场变化机理进行更进一步的探索。研究认为, 多台同步性极化异常和逐日相关转折对强震具有重要的指示意义, 该成果能为强震监测预测提供新的技术途径。
