宏观异常课件

宏观异常现象及落实2014年1月20日主要内容1、宏观异常的概念、分类及特点2、宏观异常现象及落实3、宏观异常预测地震的思考及复杂性宏观异常概念

宏观异常现象一般是指人们在日常生活中仅凭感官就能观察和感觉到的与正常现象不同的自然现象。

地震宏观异常现象则指在地震发生前后出现，且与地震的孕育、发生和发展有密切关系的宏观异常现象。有震前宏观异常（前兆）；震时宏观异常（同震）；震后宏观异常（后效）。汶川地震前宏观异常最早出现在2005年（2005年青川县竹园镇溶洞发生过2次大量冒水现象），以后逐年增多，2008年5月份最为集中，而地震当天，宏观异常达到高潮。据科考结果非地震宏观异常的一般特点：1、异常幅度低。一般情况下，地震宏观异常对大地震反映有着特别明显的异常幅度，中强以上地震，特别是7级以上地震有着超乎寻常的反应强度，其异常数量之多，范围之广，程度之烈，决非一般非震异常所能比拟。2、异常种类单一。3、随着时间的推移，异常不产生有规律的发展趋势。地表干扰因素是随机干扰，干扰消失，异常不复存在。而大震前的宏观异常随时间的推移而发展，反映了震前应力场孕育发展的内在规律，具有从孕育、加强到暴发的阶段性发展过程。宏观异常分类1、地下流体异常（1）地下水异常（水位升降、物理性质、化学组分异常）（2）地下气体异常（气体溢出异常、翻花冒泡异常、燃气火球异常）（3）地下油、气异常（石油产量异常、深井喷油异常）2、生物异常（1）动物异常（行为异常、习性异常、迁徒异常）（2）植物异常（重花重果、再生和死亡）3、地球物理场异常（地光、电磁现象、地声、有感地动）4、地质现象异常（地裂缝、滑坡、坍塌）5、气象异常一、地下水宏观异常的形成在地球表层，无论是松散沉积物还是坚硬的岩石，都具有大小不等、形状各异的空隙。地下水就储存在岩石的空隙中，由于它具有流动性和不可压缩性，因此，当它形成具有一定封闭条件的承压系统时，就能灵敏地反映地壳中的应力应变状态。在地震孕育过程中，强大的应力作用下，剧烈的地壳形变或断裂活动，导致含水层变形，引起空隙率发生变化，从而改变了含水层自身的空隙压力，并以井孔水位升降的形式显示出来。地震地下流体宏观异常的映震特点1、异常分布广泛2、异常反应明显3、临震前，异常向未来震中地区逐渐集中4、临震异常的分布多与发震构造有关5、地下流体异常的敏感点（特殊构造部位、温泉等）几个典型影响地下水位的干扰因素降雨影响观测井水位地下水开采抽水影响观测井水位大量抽水会形成抽水下降漏斗，在下降漏斗范围内的观测井也会出现下降，抽水结束，水位回升。二、动物异常识别震前动物异常的基本类型地震前出现异常反应的动物有数十种。其中，大牲畜、狗、鼠、鱼、鸡、鸟类、猫、猪、蛇等反应最为普遍。

震前地球物理场的变化使蛇、蛙等冬眠动物数九寒天爬出洞外；家畜、家禽惊慌不安，嘶叫奔逃；动物园里的熊猫、虎、豹等萎靡不振，呆滞不动；鸟类惊飞群迁；鱼类漂浮翻腾；鼠类成群结队搬家等。一般来说，动物震前异常大多属惊恐反应，表情极度紧张，惊慌不安，如遇到敌害时所出现的行为。只有少数萎靡不振，忧愁发呆。鱼类、昆虫、鸟类、鼠类等异常往往以群体异常为主要特征。震兆动物异常产生的原因：1、弹性波的刺激。大地震前，岩石微破裂放出高频地震波，虽然仪器记录不到，人也感觉不到，但有些动物特别敏感，受到刺激后表现出行为异常。2、声波的刺激。频率在20-2×10**4赫兹范围内的振动称为声振动，由声振动激起的纵波为声波。大于这个范围的为超声波，小于这个范围的为次声波。蝙蝠、海豚、老鼠、猫、狗等动物对超声波敏感；鱼、水母对次声波敏感。3、电磁波的刺激。地震前局部地电、地磁场的变化，可能刺激某些动物，引起它们的反应；地震前有时会出现地光现象，地光除了人们能看到的可见光外，可能还有红外光、紫外线或其它射线，它们也属于电磁波的范畴。有的动物能看到人所看不见的红外光、紫外光。非震性动物异常的形成(异常落实应予考虑)1、生理因素：动物的生理变化一般有各自的特定周期，除了与生命过程的阶段性有关(如：生病、发情、求偶、恶习发作等），所以要注意观察。2、气象因素：一些动物对天气变化特别敏感，能感知气温、气压和湿度的变化，从而发生一些行为变化。如鱼类大量死亡，一种可能是那些淤积多年、水草肥沃的水体，大雨过后，水位、水温回升，加速了有机质的腐败和分解，水中硫化氢、氨大量增加，河水缺氧、变质，可使鱼类中毒死亡。3、污染因素：如工厂排污。4、环境因素：敌害、人为扰动、环境变迁等生存条件发生改变。5、饲养条件的影响：如更换饲养员、改变饲养环境、饲料成分改变、噪音等。因此，在发生异常时，最好先恢复原来的饲养条件，再看是否恢复正常，是识别家畜异常的重要步骤。与地震发生有关联的宏观异常现象

典型的地震宏观异常现象

★1967年3月27日河间6.3级地震前河北兴济油井剧烈喷发

★1976年8月16日四川松潘地震前的异常●7月下旬江油县、大邑县多处井泉水冒气●5~6月崇庆县万家乡多处冒出天然气(可燃)泉水发浑水爆★地下水与地表水异常●青川县建峰乡多年作为乡镇水源地的溶洞水，于2007年7月突然断流；●什邡市马井镇二个村浅井水质异常；●其它泉水流量变化，变浊等异常；●广元市利州区赤化镇回龙村白龙江水库的水面上，5月12日下午1点（震前1个半小时）见大规模翻花冒泡，规模大的有汽车那么大；强余震前也多次出现。★蛇类异常：扎堆死亡

★蚯蚓异常：大量晒死在公路上分布的长度＞100m（几百米）；★鱼类异常：漂浮水面，易上钩●紫平铺水库鱼类异常紫平铺水库—在岷江上最大水库，—坝高156m，—库容11.12×108m3。鱼类异常—5月11日鱼类异常,钓鱼者收获非常!—5月12日引来无数钓鱼者,地震时大浪卷走几十条生命!※历史性悲剧，没人觉察到是地震异常！★地光、地声与地气异常●震前多处见到地光汶川地震前或汶川地震发生时，由于巨大的压应力作用，使在龙门山地区深部原有天然气藏构造遭受突然破坏而逃逸至地表，气体逃逸至天空大气中，使空气遭受污染，变得人们在呼吸时感觉到有天然气的异味，同时也使明亮的天空突然变得天昏地暗，象黑夜来临一样十分可怕。与地震无关的宏观异常落实巢湖地质疗养院深100多米的井，水位埋深5-6米，2011年4月初井口溢水、变浑。据调查，该井为抽水井，4月3日该井更换潜水泵，用8节镀锌管（每节2.7米）加泵头，水泵置于井下约30米，4月3日下午水发浑。现场抽水发现，水中有锈状沉积物。因此判断，近日井水变浑，应与更换潜水泵有关。1、水井溢水核实水塔内部的进水管与出水管水塔满水后水从水塔溢水口流出地质疗养院水塔，高度近30米，距水井约300米。打开支管阀门，出水量很大，井口溢水很快消退。说明供水管道的止水阀失灵，水塔中的水大量回流到井中，出现溢水。异常核实结论1、地质疗养院水井溢水原因已经查明，为水井供水管道止水阀失灵，水从20多米高的水塔倒流到井孔，引起溢水。更换止水阀，溢水现象消失。不是地震前兆异常。2、井水变浑，与更换潜水泵有关。

2、地面发热异常落实六安市公路局一宿舍的楼梯口地面突然发热，地表温度达70摄氏度，土层温度最高达90摄氏度。当地居民怀疑为地震前兆异常，经电力部门、消防部门现场检查，均未找出地面发热原因，引起当地居民恐慌和多家电视媒体的关注。到达现场后，现场工作组首先对该点周围环境进行详细的调查，发现该点附近20米处有一口深井，详细检查后，发现该井水水温、气味正常，物理化学特性没有出现异常现象。因此初步判断只是该点发热，排除该地大面积的地热震兆异常的可能。第二，现场工作组进行停电试验。从中午1点半开始停电，到下午3点半左右，2个小时，经过间隔半小时进行温度测量，发现仍然未降温，考虑到电力部门已进行检查，因此工作组排除了电力漏电的可能性。第三，现场工作组商量后，决定就地开挖，找出热源。打开水泥地面，开挖50cm后，发现有浓烈的生石灰气味，含有生石灰层的发热厉害，下面的土层温度不高。最后工作组分析判断：1996年该宿舍楼建房时，使用生石灰垫地基，多年来密封完好。随着宿舍楼的老化，地面出现裂缝，加上近期雨水较多，渗入雨水，与生石灰反应，产生大量热量，聚集在该地，出现地面发热现象。决定浇水让生石灰充分反应，其后温度稳定逐渐下降至常温。

通过现场工作组认真细致的工作，不但排除了地震前兆异常，而且查出了地面发热原因。经过电视媒体的报道，迅速安定了民心。

3、1996年12月龙庆峡水库大规模气体异常：

●1996年12月北京顺义Ms4.1级地震；

●震后发现龙庆峡水库厚1~2m的冰面上到处可见

“似礼花”状的气泡群散布；

●气泡群的展布呈NNW向,与该区断裂走向一致；

●打开冰层后，库水面上剧烈翻花冒泡；

●现场调查研究

—取水样化验，确认气体主要成分为CO2；

—进一步做13C同位素分析：判定为有机成因的CO2，与地壳深部

构造活动无关；

—调查结果：1996年库区发洪水,很多有机物（树木、农作

物、猪、羊等）卷入库水中淹死，经多月腐烂产生大量

CO2。

※判定为不是地震前兆异常！4、2002年5～6月西昌地震震情十分紧张，出现很多宏观异常，

但6月3日西昌市教师进修学院内水泥地板上冒水异常，经

落实是地下自来水管道破裂引起！

●冒水异常●开挖●地下水管破裂漏水

5、2008年5~6月天津塘沽区大规模地面冒红水异常：●2008年5月12日发生汶川Ms8.0级地震后,华北震情趋于紧张;

●6月3日天津局报告：塘沽区新河街有大规模冒红水异常；

●6月4日去现场调查：

—大面积冒红泥水—有些房屋开裂变形—深入调查(二天)结果：原来

是煤气公司为铺设煤气管道

距1～2km处的城外做水平钻

进，用高压泥浆，由上覆地

层薄且软弱处外渗所致。

震后效应

大震震后效应与震前相比，不仅数量多，延续时间长，幅度也大。空间上不只限于断裂带，大有“遍地开花”之势。如印尼地震、唐山地震、汶川地震等，震后异常远远大于震前异常。这是因为大震后，大区域应力场调整所致。

汶川地震前后出现过大量蟾赊活动。近几年来不断地报道大量蟾赊活动，绝大多数没有地震对应，可见蟾赊活动不是必震信息，应该了解它的生活习性。蟾赊习性生活习性：蟾赊为水陆两栖动物。变态后的蟾蜍开始营水陆两栖生活，更适应陆生生活。陆栖生活的蟾蜍，喜湿、喜暗、喜暖。白天活动较少，喜欢栖息于水边草从、砖石孔洞、沟塘、水渠、石穴、农田、草地、山间等阴暗潮湿的地方。傍晚至清晨出来活动、觅食，夜间活跃，喜静，怕惊扰。生存环境：蟾蜍自身体温调节能力弱，为冷血变温动物。其体温随外界温度的变化而改变，冬季需冬眠。冬季气温下降到10℃以下进入土穴、乱石洞中或水底泥中冬眠。次年春季气温回升到10-12℃时，又出来开始活动，捕食昆虫，繁殖产卵。气候条件：阴雨天活动频繁。主要内容1、宏观异常的概念、分类及特点2、宏观异常现象及落实3、宏观异常预测地震的思考及复杂性利用宏观异常实现临震预测问题的思考

(1)工作要求

★重视宏观异常：地震预测中具有重要意义。

★组织广泛观察（群测）：

●重点防御区内建点成网；

●人员培训，组织队伍；

●制定科学、合理、严格的责任制度；

●管理措施要有效、方便、到位。

★及时汇总与分析：

●进行宏观异常信息网络建设，实现及时汇总、分类与交流；

●进行宏观异常信息分析研究机构建设，实现面上实时

分析与研究。★宏观异常前兆性质的调查与判定

●异常不是自然或人类活动干扰：有可能是地震异常；

●异常要成规模，不是一、二个孤立事件；

●异常类别要配套，多种异常同步出现。

（2）预测方法

★异常的时间分布：相对集中（几天至十几天内）

★异常的空间分布

●异常集中在一个区域或一个构造带内→危险区预测；

●异常向局部汇聚→未来震中区预测。

★宏观异常与地震活动性异常和微观前兆异常配套，预测成功的概

率提高。

※宏观异常在强震时间预测中往往具有决定性意义！

1、宏观异常不全是地震前兆异常

2、即使是大规模异常，也不一定是地震前兆异常

（例：2002年5-6月四川西昌出现大规模宏观异常，之后并未发生地震。）

宏观异常的复杂性

以2002年5~6月四川西昌大规模宏观异常事件为例：

★事件背景

●4~5月西昌周围（普格县、布拖县）连续发生3个中等

地震；

●4~5月同期地下水微动态异常配套；

●5月24日四川局向省委省府报告：西昌外围地区未来三

个月有可能发生6.0级左右地震；

●5月25日国家局与四川局派人去现场：抓临震，抓宏观

异常；

●5月中旬至6月上旬现场工作：发现有一系列宏观异常现

象。

典型实例:★典型的地下水异常

●5月17日二轻局供销公司井水自溢(自打井以来

未出现过)

●5月31日小庙410厂供水井自喷(冲开5mm厚钢

质井盖)

●5月29日月华乡新华村等多处井水发浑

●5月31日早高枧乡一村民房内水泥地板渗水

●6月初宁南县竹寿镇东风村山上直径约1m的溶洞水基本断流：几十亩梯田无水灌溉

※发现多种地下水共43起宏观异常现象！●6月8日晚普格县医药公司楼顶笼中鸽子惊慌破网外飞

※鸽笼用尼龙绳编织，绳的强度很大，很难想象鸽子可冲破外飞！●6月9日深夜普格县荞窝镇一寺庙内发生老鼠大战

※其景象十分可怕，看庙人半夜逃离！●其他动物异常：—老鼠搬家；—燕子夜晚不归巢；—蟑螂集体死亡等。宏观异常的空间分布：日趋向西昌市集中宏观异常的时间分布：日趋增多（5月

末至6月上旬）●疑似“典型”的临震异常：邛海跳鱼

—6月10日晚10时20分左右邛海出现大规模鱼群跳出水面；

—沿邛海西岸的则木河断裂带出现；

—呈条带状分布：宽200~300m,长3km；

—持续10分钟；

—机动船穿过时落鱼有300斤多！

●临震预测及其失败教训

—6月10日夜至11日晨开紧急会商：向国家局上报

临震预测意见；未来一周，西昌地区，Ms≥6.0；

—6月11日后异常逐渐消失，预测的地震也没发生，

预测失败。

—教训：即使真实可靠，具有一定规模的宏观异常

出现后，也未必一定发生地震，也可能是强烈的

构造活动的表现！

※宏观异常与微观异常一样复杂，都需要深入研究！

综上所述，宏观异常变化因素，既有各类干扰，也有地震前兆、地震后效、构造活动等引起，所以，对待宏观异常现象应认真分析，及时核实、上报。宏观异常一般核实步骤1、由于宏观异常具有短临性质，所以异常应及时上报，然后应采取边核实、边上报的方式进行工作。2、根据异常项目制定异常落实方案，带上必要的器具（如相机、GPS、测绳、尺子、电筒、干净的容器、温度计等）去现场实际验证异常的真实性，有条件的地方可用摄相机拍下现场。3、仔细分析产生异常的可能原因，然后采取排除法逐一核实。如：地下水异常应关注周围水源与异常井是否有补排关系；动物迁徒应