Please wait a minute...
E-mail Alert Rss
 
物探与化探  2020, Vol. 44 Issue (3): 480-488    DOI: 10.11720/wtyht.2020.1430
     地质调查·资源勘查 本期目录 | 过刊浏览 | 高级检索 |
基于重力值标准差研究长宁6.0级地震活动性
陈挺1, 严迪1, 杨剑2, 廖国忠2, 武斌1, 冉中禹1
1. 四川省地质矿产勘查开发局物探队,四川 成都 610072
2. 中国地质调查局 成都地质调查中心,四川 成都 610082
A study of seismic activity of Changning Ms 6.0 earthquake based on standard deviation of gravity
Ting CHEN1, Di YAN1, Jian YANG2, Guo-Zhong LIAO2, Bin WU1, Zhong-Yu RAN1
1. Geophysical Prospecting Party of SBGMR,Chengdu 610072, China
2. Chengdu Geological Survey Center, China Geological Survey,Chengdu 610082, China
全文: PDF(2209 KB)   HTML
输出: BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 

通过对长宁6.0级地震前后经固体潮和零点位移改正后的重力静态观测数据、重力仪实时观测标准差(S.D.)和舍弃数量(REJ)数据的分析,认为发震时检测到的重力值变化往往是重力仪震动滤波功能失效,导致重力仪读数错误。长宁6.0级地震在地震波到达之前未能观测到有效的重力异常变化信号,这是因为当重力仪震动滤波功能开启时,大于4~6倍标准差的高频噪声将被自动拒绝,重力场的瞬时变化在重力静态观测数据中反映不出来,但是这种变化可以通过S.D.指标来反映。由于S.D.值包括了重力仪自身噪声和环境震动等重力高频干扰信号,它可以用来衡量信号噪声的大小。通过对地震发生时重力仪在不同时刻记录S.D.值与地震震级相关性分析认为,地震震级与重力仪记录S.D.值呈明显的正相关关系。在记录到的21次地震中,在发震前有2次重力仪记录S.D.值有明显突变,有1次在发震前8 min观测到REJ值的突变,因此可以根据S.D.值的突变并结合重力值和REJ值的变化来预报地震和判定单次地震活动持续时间。

服务
把本文推荐给朋友
加入引用管理器
E-mail Alert
RSS
作者相关文章
陈挺
严迪
杨剑
廖国忠
武斌
冉中禹
关键词 长宁地震标准差重力异常地震预报    
Abstract

Through an analysis of the static observation data of gravity, the standard deviation (S.D.) and the rejection (REJ) of real-time observation data of gravimeter before and after the Ms 6.0 earthquake in Changning, the authors hold that the change of gravity value detected during vibration is usually the mistaken reading of gravimeter caused by the failure of vibration filtering function of gravimeter. In this earthquake of Ms 6.0, no effective signal of gravity anomaly was observed before the arrival of seismic wave, and this is because high-frequency noise greater than 4 to 6 standard deviations is automatically rejected when the gravimeter vibration filtering function is turned on, transient changes in the gravitational field are not reflected in static gravity observations, but can be reflected by the S.D. indicator. Since the value of S.D. includes high frequency interference signals such as gravimeter's own noise and environment vibration, it can be used to measure the size of signal noise. By analyzing the correlation between the S.D. value recorded by gravimeter and the earthquake magnitude in different time spans when the earthquake occurs, it is concluded that the earthquake magnitude and the S.D. value recorded by gravimeter have a significant positive correlation. Among the 21 earthquakes recorded, 2 had significant changes in S.D values recorded by gravimeters prior to the earthquake and a sudden change of REJ value was observed 8 minutes before the earthquake. It can therefore be held that the earthquake can be predicted in advance and the duration of single earthquake activity can be judged according to the sudden change of S.D. value, the change of gravity value and the REJ value.

Key wordsChangning earthquake    standard deviation    gravity anomaly    earthquake prediction
收稿日期: 2019-09-03      出版日期: 2020-06-24
:  P631  
基金资助:中国地质调查局成都地质调查中心项目“四川会理—盐源及邻区1:25万区域重力调查”(DD20190033)
作者简介: 陈挺(1984-),男,四川绵阳人,高级工程师,研究方向为重磁正反演。Email: 48009735@qq.com
引用本文:   
陈挺, 严迪, 杨剑, 廖国忠, 武斌, 冉中禹. 基于重力值标准差研究长宁6.0级地震活动性[J]. 物探与化探, 2020, 44(3): 480-488.
Ting CHEN, Di YAN, Jian YANG, Guo-Zhong LIAO, Bin WU, Zhong-Yu RAN. A study of seismic activity of Changning Ms 6.0 earthquake based on standard deviation of gravity. Geophysical and Geochemical Exploration, 2020, 44(3): 480-488.
链接本文:  
https://www.wutanyuhuatan.com/CN/10.11720/wtyht.2020.1430      或      https://www.wutanyuhuatan.com/CN/Y2020/V44/I3/480
Fig.1  长宁地区区域地质图(地质底图来源于91卫图助手)
地层名称 符号 厚度/m 主要岩性
中生界 白垩系 下统 嘉定群 K1j 200~587.5 长石石英砂岩
上统 蓬莱镇组 J3p 0~452.7 砂岩、钙质泥岩
侏罗系 中统 遂宁组 J2sn 192~1050 钙质泥岩夹长石石英砂岩
下沙溪庙组 J2s1 380~915 砂岩、暗紫色泥岩
三叠系 上统 香溪群 T3~J1x 330.8~680 粉砂岩、石英砂岩
中统 雷口坡组 T2l 0~336.5 泥质白云岩夹粉砂岩
下统 嘉陵江组 T1j 108.6~375.4 白云岩、灰岩
飞仙关、铜街子组 T1f+t 16~713 凝灰质页岩、含铜砂岩
古生界 二叠系 上统 乐平组 P2l 0~338 砂岩、泥质页岩
峨眉山玄武岩 P2β 0~1374 玄武岩、凝灰角砾岩、凝灰岩
下统 未分组 P1 0~129 粉砂岩、灰岩
志留系 中统 罗惹坪组 S2l 379.6~847.3 灰岩
下统 龙马溪组 S1l 20~388 砂质灰岩、页岩
奥陶系 中、上统 未分组 O2+3 0~439 砂质页岩、灰岩
下统 未分组 O1 21~386 页岩、灰岩
寒武系 中统 娄山关群 2-3l 316.5~364 白云质灰岩、白云岩
高台组 2g >104 钙质粉砂岩
Table 1  长宁地区地层系统
序号 观测日期 观测开始
时间
观测持续时间
DUR值
/s
经固体潮和零漂改正
后的重力值
/(10-5 m·s-2)
仪器记录S.D.
/(10-5 m·s-2)
舍弃数量
REJ值/%
仪器号
1 2019/7/22 16:24:14 60 4845.002 0.02 9 41036#
2 2019/7/22 16:25:34 60 4845.001 0.019 19
3 2019/7/22 16:26:54 60 4844.994 1.404 4
4 2019/7/22 16:28:14 60 4844.999 0.199 1
5 2019/7/22 16:29:34 60 4845.000 0.058 1
6 2019/7/22 16:30:54 60 4845.002 0.035 9
7 2019/7/22 16:32:14 60 4845.005 0.023 0
8 2019/7/22 16:33:34 60 4845.003 0.016 4
9 2019/7/22 16:34:54 60 4845.009 0.011 1
10 2019/7/22 16:36:14 60 4845.007 0.01 3
11 2019/7/22 16:24:13 60 4815.736 0.012 0 40242#
12 2019/7/22 16:25:33 60 4815.737 0.018 1
13 2019/7/22 16:26:53 60 4815.728 1.343 1
14 2019/7/22 16:28:13 60 4815.736 0.196 0
15 2019/7/22 16:29:33 60 4815.736 0.052 1
16 2019/7/22 16:30:53 60 4815.736 0.023 0
17 2019/7/22 16:32:13 60 4815.738 0.019 0
18 2019/7/22 16:33:33 60 4815.738 0.011 0
19 2019/7/22 16:34:53 60 4815.739 0.01 0
20 2019/7/22 16:36:13 60 4815.740 0.008 0
Table 2  长宁4.1级地震重力仪观测数据统计
序号 观测日期 观测开始
时间
观测持续时间
DUR值
/s
经固体潮和零漂改正
后的重力值
/(10-5 m·s-2)
仪器记录S.D.
/(10-5 m·s-2)
舍弃数量
REJ值/%
仪器号
1 2019/7/23 22:19:42 60 4844.925 0.02 26 41036#
2 2019/7/23 22:21:02 60 4844.931 0.02 17
3 2019/7/23 22:22:22 60 4844.93 0.014 14
4 2019/7/23 22:23:42 60 4844.932 0.023 9
5 2019/7/23 22:25:02 60 4844.952 0.384 29
6 2019/7/23 22:26:22 60 4844.934 0.066 0
7 2019/7/23 22:27:42 60 4844.933 0.017 0
8 2019/7/23 22:29:02 60 4844.933 0.009 0
9 2019/7/23 22:30:22 60 4844.932 0.014 8
10 2019/7/23 22:31:42 60 4844.935 0.008 14
11 2019/7/23 22:20:02 60 4815.737 0.013 0 40242#
12 2019/7/23 22:21:22 60 4815.737 0.01 2
13 2019/7/23 22:22:42 60 4815.736 0.007 0
14 2019/7/23 22:24:02 60 4815.739 0.01 2
15 2019/7/23 22:25:22 60 4815.762 0.499 26
16 2019/7/23 22:26:42 60 4815.74 0.048 0
17 2019/7/23 22:28:02 60 4815.738 0.011 0
18 2019/7/23 22:29:22 60 4815.737 0.008 0
19 2019/7/23 22:30:42 60 4815.738 0.01 1
20 2019/7/23 22:32:02 60 4815.737 0.011 4
Table 3  长宁3.0级地震重力仪观测数据统计
Fig.2  长宁地震震中分布位置与地形叠合
序号 震中经纬度 地震级数 震源深度
/km
仪器布设
地点
震中距
/km
重力仪记录时间 观测持续时间
DUR值
/s
仪器记录
S.D.
/(10-5 m·s-2)
舍弃数量
REJ值/%
震级与S.D.的
相关系数
1 北纬28.34°东经104.90° 6 16 盐津县 72.9 06月17日22时55分 60 23.066 10 0.90
2 北纬28.43°东经104.77° 5.1 16 盐津县 62.7 06月17日23时36分 60 11.708 19
3 北纬28.41°东经104.80° 2.9 9 盐津县 65.1 06月18日01时16分 60 0.034 1
4 北纬28.36°东经104.86° 4.4 12 盐津县 69.5 06月18日05时06分 60 0.119 0
5 北纬28.40°东经104.82° 3 10 盐津县 66.7 06月19日03时00分 60 0.057 3
6 北纬28.38°东经104.89° 3 8 盐津县 73.2 06月19日04时40分 60 0.031 0
7 北纬28.41°东经104.77° 3.4 8 盐津县 62.6 06月20日01时48分 60 0.056 0
8 北纬28.39°东经104.84° 3.1 7 盐津县 68.3 06月20日10时58分 60 0.041 0
9 北纬28.41°东经104.76° 3.2 5 盐津县 61.3 06月20日13时18分 60 0.032 2
10 北纬28.41°东经104.76° 3.1 14 盐津县 61.3 06月20日14时28分 60 0.208 24
11 北纬28.40°东经104.75° 3.4 15 盐津县 60.1 06月20日21时00分 60 0.039 1
12 北纬28.41°东经104.75° 3.7 9 盐津县 60.5 06月20日22时00分 60 0.09 33
13 北纬28.44°东经104.81° 3.2 10 盐津县 66.9 06月24日04时47分 60 0.188 17
14 北纬28.43°东经104.76° 3.4 8 盐津县 61.9 06月29日22时08分 60 0.161 16
15 北纬28.44°东经104.81° 3.1 8 盐津县 66.9 06月30日21时33分 60 0.075 0
16 北纬28.41°东经104.86° 3.2 4 珙县 30.8 07月08日00时38分 60 0.141 5 0.94
17 北纬28.38°东经104.84° 3 8 珙县 27.1 07月22日16时18分 60 0.298 25
18 北纬28.35°东经104.91° 4.1 9 珙县 25.5 07月22日16时26分 60 1.404 4
19 北纬28.38°东经104.94° 3 6 珙县 30.2 07月23日22时25分 60 0.384 29
20 北纬28.20°东经104.77° 2.9 8 珙县 7.8 07月15日16时48分 60 0.935 47 1
21 北纬28.14°东经104.74° 3.2 11 珙县 6.2 07月19日01时21分 60 11.006 22
Table 4  发震时刻重力仪记录观测数据统计

发震时间 震中经纬度 地震
级数
震源
深度
/km
仪器布设
地点
震中距
/km
重力仪记录时间 观测持续时间
DUR值
/s
经固体潮和零漂
改正后的重力值
/(10-5 m·s-2)
仪器记录S.D.
/(10-5 m·s-2)
舍弃数量
REJ值
/%
1 06月17日
22时55分
北纬28.34°
东经104.90°
6 16 盐津县普
洱镇
72.9 06月17日22时35分 60 4756.949 0.018 0
06月17日22时45分 60 4756.953 0.021 19
06月17日22时55分 60 4761.419 23.066 10
06月17日23时05分 60 4756.951 0.766 0
06月17日23时15分 60 4756.948 0.155 0
06月17日23时25分 60 4756.952 0.038 2
2 06月17日
23时36分
北纬28.43°
东经104.77°
5.1 16 盐津县普
洱镇
62.7 06月17日23时36分 60 4756.897 11.708 19
06月17日23时46分 60 4756.951 0.104 0
06月17日23时56分 60 4756.953 0.024 26
06月18日00时06分 60 4756.951 0.013 0
3 06月20日
01时44分
北纬28.41°
东经104.77°
3.4 8 盐津县普
洱镇
62.6 06月20日01时28分 60 4757.396 0.019 0
06月20日01时38分 60 4757.394 0.043 0
06月20日01时48分 60 4757.391 0.056 0
06月20日01时58分 60 4757.39 0.026 0
06月20日02时08分 60 4757.391 0.028 0
06月20日02时18分 60 4757.389 0.015 0
4 07月15日
16时48分
北纬28.20°
东经104.77°
2.9 8 珙县上
罗镇
7.8 07月15日16时29分 60 4830.031 0.006 0
07月15日16时30分 60 4830.031 0.048 0
07月15日16时32分 60 4830.043 0.04 0
07月15日16时33分 60 4830.03 0.023 0
07月15日16时34分 60 4830.03 0.017 0
07月15日16时36分 60 4830.031 0.015 0
07月15日16时37分 60 4830.03 0.013 1
07月15日16时38分 60 4830.029 0.02 1
07月15日16时40分 60 4829.996 0.022 42
07月15日16时41分 60 4830.029 0.02 0
07月15日16时42分 60 4830.031 0.016 0
07月15日16时44分 60 4830.03 0.012 0
07月15日16时45分 60 4830.031 0.016 1
07月15日16时46分 60 4830.033 0.013 0
07月15日16时48分 60 4830.034 0.935 47
07月15日16时49分 60 4830.032 0.058 1
07月15日16时50分 60 4830.028 0.056 2
07月15日16时52分 60 4830.03 0.025 0
07月15日16时53分 60 4830.029 0.036 0
07月15日16时54分 60 4830.03 0.014 0
Table 5  地震前后重力仪记录静态观测数据统计
Fig.3  珙县3.4级地震标准差随时间变化
Fig.4  珙县2.9级地震标准差随时间变化
Fig.5  珙县2.9级地震标准差随时间变化(剔除发震时刻S.D.突变点)
[1] 肖凡, 何志堂, 张宏伟, 等. CG-5型相对重力仪测量精度分析[J]. 测绘技术装备, 2011,13(2):6-8.
[1] Xiao F, He Z T, Zhang H W, et al. Accuracy analysis of cg-5 relative gravimeter[J] . Surveying and Mapping Equipment, 2011,13(2):6-8.
[2] 曹金国, 李永明, 王存军, 等. CG-5重力仪传感器信号应用解析[J]. 北京测绘, 2018,32(1):62-65.
[2] Cao J G, Li Y M, Wang C J, et al. The application analysis of CG-5 gravimeter sensor signal[J]. Beijing Surveying and Mapping, 2018,32(1):62-65.
[3] 吴云成, 李子涛, 石作亭, 等. 朝阳4.9级地震前后重力变化[J]. 东北地震研究, 1995,12(4):48-53.
[3] Wu Y C, Li Z T, Shi Z T, et al. Gravity variation bdfore and after Chaoyang Ms 4.9 earthquake[J]. Seismological Research of Northeast China, 1995,12(4):48-53.
[4] 王武星, 马丽, 黄建平. 强地震前后重力观测中异常变化现象的研究[J]. 地震, 2007,27(4):53-63.
[4] Wang W X, Ma L, Huang J P. Analysis of anomaly in gravity observation before and after strong earthquakes[J]. Earthquake, 2007,27(4):53-63.
[5] 车兆宏, 谢觉民, 张晶, 等. 张北6.2级地震地形变前兆演化特征[J]. 地震, 1999,19(4):315-322.
[5] Che Z H, Xie J M, Zhang J, et al. Precursory evolution characteristics of ground deformation before Zhangbei Ms 6.2 earthquake[J]. Earthquake, 1999,19(4):315-322.
[6] 祝意青, 梁伟锋, 刘练. 北祁连河西地区流动重力监测与地震预测[J]. 地震地磁观测与研究, 2002,23(1):39-44.
[6] Zhu Y Q, Liang W F, Liu L. The mobile gravity surveilance and earthquake prediction in the northern Qilian-Hexi area[J]. Seismological and Geomagnetic Observation and Research, 2002,23(1):39-44.
[7] 祝意青, 胡斌, 李辉, 等. 新疆地区重力变化与伽师6.8级地震[J]. 大地测量与地球动力学, 2003,23(3):66-69.
[7] Zhu Y Q, Hu B, Li H, et al. Variation of gravity field of Xinjiang area and Jiashi Ms 6.8 earthquake[J]. Journal of Geodesy and Geodynamics, 2003,23(3):66-69.
[8] 祝意青, 胡斌, 张永志. 永登5.8级地震前后的重力场动态图像特征研究[J]. 地壳形变与地震, 1999,19(1):71-77.
[8] Zhu Y Q, Hu B, Zhang Y Z. Study of the dynamic pattern characteristics of gravity field around Yongdeng earthquake Ms 5.8[J]. Crustal Deformation and Earthquake, 1999,19(1):71-77.
[9] 祝意青, 陈兵, 张希, 等. 景泰5.9级地震前后的重力变化研究[J]. 中国地震, 2001,17(4):356-363.
[9] Zhu Y Q, Chen B, Zhang X, et al. Gravity variation research before and after Jingtai Ms 5.9 earthquake[J]. Earthquake Research in China, 2001,17(4):356-363.
[10] 祝意青, 梁伟锋, 徐云马, 等. 汶川Ms 8.0地震前后的重力场动态变化[J]. 地震学报, 2010,32(6):633-640.
[10] Zhu Y Q, Liang W F, Xu Y M, et al. Dynamic variation of gravity field before and after Wenchuan Ms 8.0 earthquake[J]. Acta Seismologica Sinica, 2010,32(6):633-640.
[11] 梁伟锋, 赵云峰, 徐云马, 等. 河西地区重力变化与2013年门源Ms 5.1地震研究[J]. 地震工程学报, 2014,36(4):1008-1013.
[11] Liang W F, Zhao Y F, Xu Y M, et al. Study on the gravity variation in Hexi area and the Menyuan Ms 5.1 earthquake[J]. China Earthquake Engineering Journal, 2014,36(4):1008-1013.
[12] 蔡一川, 王宇航. 四川长宁地区宽频带数字近震记录特征[J]. 四川地震, 2015,154(1):1-5.
[12] Cai Y C, Wang Y H. The broadband digitalized recorded characteristic of near earthquakes in Changning area[J]. Earthquake Reserch in Sichuan, 2015,154(1):1-5.
[13] 阮祥, 程万正, 张永久, 等. 四川长宁盐矿井注水诱发地震研究[J]. 中国地震, 2008,24(3):226-234.
[13] Ruan X, Cheng W Z, Zhang Y J, et al. Research of earthquakes induced by water injections in salt mines in Changning,Sichuan[J]. Earthquake Research in China, 2008,24(3):226-234.
[1] 杨婧, 郭良辉. 重力异常曲化平的改进插值—迭代法[J]. 物探与化探, 2022, 46(1): 123-129.
[2] 冯旭亮, 魏泽坤. 基于界面反演增强的位场边缘识别方法[J]. 物探与化探, 2022, 46(1): 130-140.
[3] 邢锦程, 袁炳强, 张春灌, 冯旭亮, 段瑞锋, 薛健, 贾洪杨, 李想. 特立尼达盆地重力场特征及油气远景[J]. 物探与化探, 2021, 45(6): 1606-1616.
[4] 高维强, 史朝洋, 张利明, 冯旭亮. 山区地形改正密度逐次回归选取方法[J]. 物探与化探, 2021, 45(6): 1530-1538.
[5] 王正科, 卢琳, 刘花婷. 一种实测重力异常区域场的消除方法[J]. 物探与化探, 2021, 45(6): 1569-1577.
[6] 陈青, 孙帅, 丁成艺, 黄小宇, 陈浩, 申鹏, 罗港, 魏耀聪. iTilt-Euler法在重力数据处理及断裂解释中的应用[J]. 物探与化探, 2021, 45(6): 1578-1587.
[7] 王冠鑫, 罗锋, 周锡华, 闫方. 航空重力弱信号提取的卡尔曼滤波方法研究[J]. 物探与化探, 2021, 45(1): 76-83.
[8] 王学发, 王万银, 马杰, 杨敏, 梁建设, 邱春光, 王丁丁, 纪晓琳, 刘金兰. 基于重力资料的马达加斯加岛及邻区盆地构造单元分布特征[J]. 物探与化探, 2020, 44(4): 928-937.
[9] 许文强, 袁炳强, 刘必良, 姚长利. 多种重磁位场边缘识别方法及在南黄海北部断裂构造识别中的应用研究[J]. 物探与化探, 2020, 44(4): 962-974.
[10] 邱峰, 杜劲松, 陈超. 重力异常及其梯度张量DEXP定量解释方法的影响因素分析[J]. 物探与化探, 2020, 44(3): 540-549.
[11] 朱晓刚, 袁炳强, 冯旭亮, 谷开拓, 张春灌, 李玉宏, 王亮, 王海萍, 郑鹏飞, 李祖鑫. 基于MT和重力资料的渭河盆地西部地区基底属性[J]. 物探与化探, 2020, 44(2): 254-261.
[12] 王逸宸, 柳林涛, 许厚泽. 基于卷积神经网络识别重力异常体[J]. 物探与化探, 2020, 44(2): 394-400.
[13] 王颖舜, 李军, 简兴祥. 基于Tanimoto相似的重力异常相关成像方法研究[J]. 物探与化探, 2019, 43(6): 1350-1357.
[14] 邹欣蕾, 蔡劭琨, 吴美平, 曹聚亮, 张开东. 基于经验模态分解的航空重力测量动态误差分离[J]. 物探与化探, 2016, 40(6): 1217-1221.
[15] 王明, 王林飞, 何辉. 匹配滤波技术分离重力场源[J]. 物探与化探, 2015, 39(S1): 126-132.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
京ICP备05055290号-3
版权所有 © 2021《物探与化探》编辑部
通讯地址:北京市学院路29号航遥中心 邮编:100083
电话:010-62060192;62060193 E-mail:whtbjb@sina.com