引言

通过对地下流体水位对构造应力的响应，从而了解地下水位在大地震、强地震形成的过程里面，短期与中期的水位构造力应力的变化响应情况，研究和分析地震发生之前，地下水的水位情况，由中期异常逐渐发展到短期异常的发展变化的过程，并描述其特征情况。研究结果表明，地下水位发生变化时即出现趋势上升的情况或者是趋势下降的情况。显示的异常情况为动态变化的规律异常情况，则是中期异常，一般情况下中期异常时间段为1年至3 年。趋势的上升或者趋势的下降发生了很明显的变化，这种情况则代表中期异常的结束。一旦中期异常发生了转折的情况，其异常的这一过程中图像则为上下波动或是拉平的，这期间的异常情况属于由中期异常发展为短期异常的阶段，我们称之为过渡性异常。水位再次出现十分明显的转折，此时便是短期异常的起始阶段。而深井水位异常分析图像中所出现的沿着趋势持续上升、或沿着趋势持续下降、打破正常含水年动态变化线的规律及其形态，取决于深水井孔中的含水层处理系统在发生大震动和孕育变化过程的含水应力变化调整再生和积累这一阶段所需要处理的部位; 尤其是取决于观测井点位于地质构造块体的构造带上，还是相邻块体的构造带上。水位应力震前异常的地理特征，源于在地震地质孕育反应过程中水位应力异常的自然形成。

1 研究目的与意义

地震通常的情况下都会伴随地下流体运动前兆异常及其特征发生变化。研究结果表明，地震外围应力前兆积累监测过程中存在地下水与地下深层含水气体的地质物理化学性质和流体化学性质之间会相互出现一定程度变化，前兆异常介质变化监测受应力区域内的地质物理构造变化影响，对地震外围应力区域内的介质异常变化监测反映较为显著，地下深层流体的异常介质变化监测可以将其作为地震应力前兆异常监测，进行地震前兆的相关预测。如何做到能够对各种地震发生前兆异常性的特征情况进行合理化的测量对于提高地震前兆预测学的分析技术水平是具有重要现实意义的。国内外众多科学研究工作人员正在开展关于汶川地震前地下深层流体异常离子前兆浓度研究，监测指标项目主要包括地下深层流体中的异常离子前兆浓度波动变化、地下深层流体中的温度波动变化、生成地下深层气体离子组成浓度变化等监测指标，积累了关于震前地下深层流体异常离子前兆浓度变化的大量监测数据。尽管震后地震中的前兆异常变化趋势并不能直接作为长期预报震前地震的准确数据依据，但对于获取某些震前显著的异常变化信息，对于震前异常预测依然具有显著的学术参考价值。

图1

2 地震前地下流体异常解释

根据各大震区地下深层流体出现的前兆异常情况的特征，地震数据的分析汇总采集分析，按照震区时间发展进程将前兆异常地震特征数据划分并列为三类。一般情况下地震发生前的一至六个月所出现的地震前兆即为短期异常，当出现地震前的半个月时间直到五年时间内出现的异常前兆的情况即为中期异常，而在地震出现之前的五年以上的时间所出现的异常先兆的情况则为长期异常。

地震前兆的监测的主要内容实际上主要就是针对地下流体的深层温度、地下流体深层水位、地下深层流体中等离子元素含量等阶段观测到的数据情况进行跟踪分析。研究人员发现，截至2013 年底，川滇西部地区的地下表层流体异常情况，检测指标包括地下表层流体平均温度、地下表层流体平均水位、水体密度ph 平均值、水氡等含量，表现为中长期异常检测趋势明显变化。该重点区域短期异常前兆地下流体监测发现趋势异常，包括地下断层水位、水体中等离子元素含量、地下层和水体断层温度、水体含汞、断层气温和二氧化碳等，异常前兆监测主要集中于滇西与川滇两省交界东部一带区域，地震前的一段时间从葫芦河入河口的地下深层地质水位、流体排水中的氧化钙和碳酸镁物质离子、深层地质气体的氧和二氧化碳含量等各项地震指标都没有出现发生显著的较大程度异常变化，指标异常高且程度变化大的地震区域主要还是集中在川滇两黔三省边境交界的东南部。这样的异常情况的发生与地震之前的地下流体出现的异常情况的关系是十分紧密的。

3 地震前地下流体异常分布规律

以黄骅冀19 井井水位异常为例，黄骅冀19 井井深1250m，观测到表层岩石系黄河奥陶系灰岩泥质裂隙断层承压下的含泥积水层，于1100m 深处径向穿越黄河羊二庄断裂带，断层两侧泥质地层结构差异较大，构成了黄河流体径向运动的主要通道。水位微体潮动态清晰，潮差精度达9cm 的清晰水位固体潮，同震振动效应明显，系统对水位自动观测灵敏度高点位。受全球地质生态结构气候变化因素影响较为灵敏。2012 年5 月黄骅冀19 井井水位阶变出现多次水位阶变异常，从唐山井井地震前后水位观测数据结果分析来看，唐山井井地震异常正是多次出现在异常水位阶变大的时间段内，如图1 所示。