[发明专利]地电阻率观测地震预测时空分析方法

说明书

本发明公开了一种地电阻率观测地震预测时空分析方法，由地电阻率时间序列数据上的异常研究和预测地震震级、时间，重点由地电阻率异常变化的等值线分布的动态图像研究和预测地震发生的地点，其思路是前人研究基础上的继承和创新发展；此外，应用归一化变化速率等近年来发展的有效数据处理方法提取和识别异常，对特定构造区的中强地震、强地震，也是创新之一。同时，把以往单台观测数据发展为多台地电阻率异常的平面等值线图像，也是当前地电阻率异常识别的新发展。

技术领域

本发明涉及地震预测技术领域，尤其涉及一种地电阻率观测地震预测时空分析方法。

背景技术

地震孕震过程是应力-应变积累演化的过程，构造体应力持续加载并最终导致断层失稳。其过程大致经历弹性形变(长期阶段)-非弹性变形(中期阶段)-应变软化(短临阶段)-失稳(发震)等几个阶段。伴随着应力应变的持续积累，岩土介质的物性参数会发生变化，其孕震过程等可以引起岩石介质发生异常变化，地电阻率则主要反映应力作用下介质变形诱发的微裂隙活动引起的电阻率变化。当震源体受力失稳，地震孕育到应变软化阶段，应力高度集中和加强，超过岩体破裂强度失稳而发生地震。原来积累的应力-应变能突然释放，与此同时地电阻率发生了与震前异常性质完全相反的阶跃变化。反映了地震前后应力积累与释放两个截然不同的应力-应变状态的变化。1976年唐山Ms7.8和松潘Ms7.8地震前的地电阻率随时间的变化、发展、演进特征真实地反映了孕震过程的几个阶段特征。

我国自1966年河北邢台Ms7.2地震后开始了定点地电阻率连续观测，经过50年的不断地升级改造，目前全国有80多个地电阻率台站在主要的地震活动断裂带和大城市周围担负着常规的地震监测任务，形成了一定规模和规范化的地电阻率监测台网，对我国大陆地震监测预报起着重要的支撑作用。观测研究中也揭示了前兆异常相当复杂，强地震、甚至大震周边并非均匀出现异常，同等震级地震前也不能重复记录到异常，更不能显示出由近到远的异常变化过程，相反，却存在大量无震异常，造成地震前兆信息识别、预测预报决策的极大困难。多年来的地震事实表明：不是所有地震都能识别出“前兆”；震中附近的台站(甚至同一台站的不同测道)异常时间、幅度也不尽一致；不同地区，甚至同一地区不同时段出现的“前兆”也不相同；同一地震前的中期和短临前兆往往不出现在同一地区。震兆异常时空强演化的复杂性给我们的地震预测工作带来很大困难。

而对于异常空间分布特征及其随时间的动态变化演化过程分析研究较少。近年来专家学者通过对1976年唐山Ms7.8地震和2008年汶川Ms8.0地震等的研究总结，发现在地震前后，地电阻率异常分布的范围随着发震时间的临近逐渐缩小，并最终集中分布在地震震中附近。也就是说地电阻率地震异常不仅在单台观测时序特征明显，也在空间区域中有规律性的演化过程，二者相辅相成，这将对地震异常的判断起到跨时代的进展。

归一化速率数据处理方法是杜学斌2001年运用在地电阻率数据长程分析提取地震前兆异常较好的方法之一，他的分析显示孕震中短期至短临阶段与主压应力方向正交(或近于正交))测向的地电阻率下降变化的速率大于平行(或近于平行)主应力方向的变化速率等。给地电阻率的异常分析带来了较大的突破，后来更多的学者利用归一化月速率分析方法对不同台站长程地电阻率观测数据进行了不同地震的分析研究，得出震前地电阻率出现长趋势下降变化或短临异常变化。但是目前针对地震前地电阻率异常现象研究都基于对长程观测数据在强震、中强地震前的地电阻率时间序列异常特征变化，只能反映地电阻率地震异常在单台观测时序特征，对地震三要素判定的把握性不强，尤其是无法对发震位置进行判定。

发明内容

本发明的目的是提供一种地电阻率观测地震预测时空分析方法，可以同时预测地震的震级、时间与发震位置，尤其是对发震位置。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种地电阻率观测地震预测时空分析方法，包括：

对研究区域地电阻率观测台站或观测点已有的历史电阻率观测数据进行预处理，以凸显数据的正常变化量；