車用太 楊麗 何鑭 魚金子

1）中國(guó)地震局地質(zhì)研究所，北京市朝陽(yáng)區(qū)華嚴(yán)里甲1號(hào) 100029

2）云南省地震局，昆明 650224

3）杭州超距科技有限公司，杭州 310030

地震前兆觀測(cè)的監(jiān)測(cè)效能，一般可從4個(gè)方面進(jìn)行評(píng)估。首先，無(wú)疑是地震前兆的監(jiān)測(cè)能力，看發(fā)生在一定范圍內(nèi)的一些破壞性地震之前能否記錄到與地震活動(dòng)有關(guān)的異常信息，其次是看能否記錄到地球固體潮的變化，再次是看能否記錄到同震效應(yīng)，最后是看信噪比大小。由于近10多年來(lái)，全球連發(fā)MS≥7.0強(qiáng)震，國(guó)內(nèi)外都十分關(guān)注同震效應(yīng)的研究，從中探索與間接地評(píng)估前兆監(jiān)測(cè)效能。在我國(guó)近50年的地震地下流體觀測(cè)中，井水位與水溫觀測(cè)記錄到了大量同震效應(yīng)，據(jù)2008年5月12日四川汶川MS8.0地震的統(tǒng)計(jì)，194口井水位與132口井水溫觀測(cè)記錄到同震效應(yīng)（劉耀煒，2009）；然而，在地球化學(xué)定量觀測(cè)中，多年來(lái)很少記錄到同震效應(yīng)，只在汶川地震時(shí)甘肅省武都臺(tái)殿溝泉、寧夏勝利井、福建寧德井等的氣氡觀測(cè)中記錄到第一批氣氡同震效應(yīng)（劉耀煒等，2009）。氣汞的同震效應(yīng)，國(guó)內(nèi)外尚未見報(bào)導(dǎo)。云南省彌勒井在2015年4月25日尼泊爾MS8.1地震時(shí)記錄到了中國(guó)第一個(gè)氣汞的同震效應(yīng)。

中國(guó)地震部門有近30年的汞觀測(cè)歷史，其中數(shù)字化氣汞觀測(cè)也有10多年的歷史。汞的觀測(cè)，在地震前兆監(jiān)測(cè)與地震預(yù)測(cè)探索中都發(fā)揮著重要作用，在多次地震前捕捉到地震中短期或短期異常信息，在個(gè)別井還記錄到疑似地球固體潮的動(dòng)態(tài)（金仰芬等，1987；張煒，1989；魏家珍等，1994；任佳等，2005；錢曉東等，2008；趙小茂等，2010），但尼泊爾 8.1級(jí)地震前從未記錄到同震效應(yīng)。

彌勒井位于云南省彌勒縣梅花村溫泉區(qū)，井點(diǎn)坐標(biāo)為103°26′E、24°24′N，井點(diǎn)地面高程為1416m。觀測(cè)井深614.4m，觀測(cè)層為三疊系中統(tǒng)（T2）灰?guī)r巖溶承壓水，井水自流，水溫23℃。井中觀測(cè)除動(dòng)態(tài)水位、水溫等物理測(cè)項(xiàng)外，“十·五”開始觀測(cè)氣氡、氣汞、氦氣等數(shù)字化化學(xué)量觀測(cè)，觀測(cè)儀器分別是SD-3A測(cè)氡儀、RG-BQZ測(cè)汞儀與 WGK-1型測(cè)氦儀。2013年5月彌勒井上安裝了“十二·五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃課題（2012BAK19B02）支持的、由杭州電子科技大學(xué)下屬的超距科技有限公司研發(fā)的ATG-6138M型痕量汞在線分析儀（簡(jiǎn)稱測(cè)汞儀）。該測(cè)汞儀的絕對(duì)檢出限為 5×10-13gHg，相對(duì)檢出限為 0.1pgHg/L（10-4ngHg/L），這比中國(guó)目前普遍使用的RG-BQZ數(shù)字化測(cè)汞儀的檢出限（0.008ng）還高2個(gè)數(shù)量級(jí)；新型測(cè)汞儀與目前國(guó)際上公認(rèn)是最好的俄羅斯RA915am測(cè)汞儀的比測(cè)結(jié)果說(shuō)明，二者的測(cè)值一致性非常好。在彌勒井試驗(yàn)性氣汞觀測(cè)其間，于尼泊爾MS8.1地震時(shí)記錄到了明顯的同震效應(yīng)（圖1）。同期同步觀測(cè)的SD-3A測(cè)氡儀、RG-BQZ測(cè)汞儀與WGK-1測(cè)氦儀等均未記錄到同震效應(yīng)。

圖1 2015年4月16日～5月3日彌勒井氣汞的小時(shí)值動(dòng)態(tài)曲線

由圖1可見，彌勒井氣汞的正常背景值為30ng/m3上下，表現(xiàn)出有一定日變化，一般每日呈下降-上升-下降-上升的變化，日起伏度為 10～30ng/m3。地震發(fā)生之后，測(cè)値由不足20ng/m3陡升到100ng/m3以上，升幅為正常日起伏度的3～8倍，異常十分顯著。震后，在80～110ng/m3的高值上起伏了約 20h，然后回降，恢復(fù)到正常背景值（20～30ng/m3）。

中國(guó)地震地下流體觀測(cè)網(wǎng)中的化學(xué)量觀測(cè)，雖然在地震前兆監(jiān)測(cè)與地震預(yù)測(cè)中發(fā)揮著積極作用，但絕大多數(shù)記錄不到地球固體潮效應(yīng)，同震響應(yīng)也很少。對(duì)于這種現(xiàn)象，長(zhǎng)期以來(lái)認(rèn)為是化學(xué)量自身對(duì)地殼動(dòng)力響應(yīng)的靈敏度低所致。然而，無(wú)論汶川地震時(shí)武都泉?dú)怆钡耐鹦?yīng)，還是尼泊爾地震時(shí)彌勒井氣汞的同震效應(yīng)記錄，都說(shuō)明化學(xué)量觀測(cè)同樣可以記錄到地殼動(dòng)力效應(yīng)信息。多數(shù)井（泉）化學(xué)量觀測(cè)目前記錄不到地球固體潮與同震效應(yīng)等，現(xiàn)在看來(lái)可能是由于化學(xué)量觀測(cè)的儀器精度不夠與采樣率偏低所致的。若是這樣，研發(fā)觀測(cè)精度與采樣率更高的化學(xué)量觀測(cè)儀器是必要的，這不僅是為了觀測(cè)固體潮與同震效應(yīng)，更是為了顯著地提升化學(xué)量觀測(cè)的地震前兆監(jiān)測(cè)能力。

致謝：感謝劉耀煒研究員與付虹研究員對(duì)本研究的支持與協(xié)助。