第４期（总第１７７期）
ＥＡＲＴＨＱＵＡＫＥＲＥＳＥＡＲＣＨＩＮＳＩＣＨＵＡＮＮｏ．４
Ｄｅｃ．２０２０
收稿日期：２０２０－０４－２６；修回日期：２０２０－０５－１３
作者简介：刘飞（１９７９－），男，云南红河人，工程师，主要从事地震监测、预报、运维工作．
刘 飞１，祁 燕２
（１．红河州地震局，云南蒙自６６１１９９；２．弥勒市地震局，云南蒙自６５２３９９）
摘 要：通过对云南省红河州断层气ＣＯ２观测点７个震例资料进行分析，发现ＣＯ２测值的变化与测 点附近地区的中强地震有较好的相关性，异常特征主要表现为偏离正常年动态和图升，年变的异常一般出现在震前４～６个月，而突升异常均出现在震前５～４０天，该结论可以作为地震的短临预测指标。关键词：断层气ＣＯ２
；中强地震；异常特征中图分类号：Ｐ３１５．７ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００１－８１１５（２０２０）０４－００２８－０４ＤＯＩ：１０．１３７１６／ｊ．ｃｎｋｉ．１００１－８１１５．２０２０．０４．００６
我们生活的地球是一个巨大的开放系统，地壳放气现象是岩石圈和大气圈进行物质、能量、信息交换的一种重要形式，在地震前能观测到地下Ｒｎ、Ｈｇ、Ｈ、Ｈｅ、ＣＯ２等活跃成分异常已被国内诸多震例证实（林元武等，１９９８ｂ），因此这些成分作为地震前兆信息的观测一直在开展。ＣＯ２在地球中的分布极为广泛，在地球的各种动力学过程中，地壳中的ＣＯ２会参与到其中，其含量会发生明显的变化。在地震的孕育过程中，由于应力的汇集常常导致地下岩石发生破裂，释放出ＣＯ２气体，所以ＣＯ２气体是表征深部物质运移的指示性气体，它的释放规律能灵敏地反映地壳应力状态的变化（林元武等，１９９８ｂ）。对地壳中ＣＯ２含量的动态变化进行监测，可以提取到地震的孕育信息，对地震预测预报有重要的意义和价值（王基华等，１９９４）。我国的断层土壤气监测工作开始于２０世纪８０年代。１９８８年首先在华北地区试验研究了断层气ＣＯ２总量测定法，该方法具有简便、价廉、干扰少及机动性强等特点（高小琪等，２００２）。王基华和林元武（１９９８ａ）
在断层上采用简便、可靠、经济、易推广的快速测定管法分析ＣＯ２，取得许多震前出现明显异常的实例，如在张北—尚义地震前１２天提出了较好的短临预报意见。多年的观测结果表明，断层气ＣＯ２是一种很有发展潜力的短临预报参考指标。经过三十多年的改进与完善，断层气ＣＯ２的观测方法日趋成熟，已先后多次应用于地震前兆监测、隐伏断裂和地裂缝的现场探测，目前ＣＯ２观测方法及其观测资料已经成为流体学科年度地震趋势研究和震情强化跟踪的重要判据之一（高小琪等，２００４）。 云南省是中国大陆地震活动最为频繁的地区之一，开展断层气（壤中气）ＣＯ２观测较早，始于１９９９年，至今已经２０年，积累了大量的观测数据和震例。云南昭通地区开展ＣＯ２观测相对较早，在２０１２年彝良５ ６、５ ７级地震和２０１４年鲁甸６．５级地震前，该地区的ＣＯ２观测数据变化出现了大量异常，获得了较好的震例。地处小江断裂和红河深大断裂附近的红河哈尼族彝族自治州（以下简称“红河州”），近年来为加强震情跟踪工作，陆续建立了１０个ＣＯ２观测点，本文旨在利用这些观测点的资料提取地震预测可用的信息，为今后的地震预测提供借鉴（上官志等，１９９３）。
１ 观测概况
１．１ 红河州ＣＯ２观测方法
红河州的断层气ＣＯ２观测，主要采用的是ＣＯ２测试管方法。在断层上勘选适合的观测位置，打孔后埋设ＰＶＣ管，管下端５０～１００ｃｍ打成筛眼（孔距２０～３０ｍｍ），起到吸收集气作用，形成观测井孔，井孔口用胶
塞堵住密封，将ＣＯ２测试管用细线拴好下至距孔底５～１０ｃｍ处进行测量。本观测法是累积测定法，每天定时下入井孔中一根ＣＯ２测管，２４小时后于第二天读取数值作为一天的观测值，同时同步进行了井孔温度、气象三要素等辅助测项观测。观测系统是由一支ＣＯ２测试管、一个２ｍ左右深的观测孔和一个两探头温度计组成。
１．２ 观测点基本情况
依据断层土壤气ＣＯ２的观测方法，断层气ＣＯ２埋测点的选取十分重要，测点应选择在活动断层破裂带上或紧邻破裂带的敏感地带，且地表为无覆盖的原生土为佳，观测效果会更好（林元武等，１９９４）。在实际选点时还需兼顾到距离较近、利于观测和便于环境保护等方面的因素。红河州的ＣＯ２测点主要布设于红河断裂两侧，其中有６个位于断层区域的观测点和４个位于断层附近的观测点，测点具体情况见表１。
表１ 红河州地区ＣＯ２观测点情况表
序号观测点测点所处构造位置埋深／ｍ埋点情况开始观测时间１弥勒弥勒—师宗断裂附近２地表松散风化回填土
２０１４．０４２蒙自１漾田—鸡街—蒙自断裂
２破碎带砾岩土２０１４．０４３蒙自２东山断裂２破碎带砾岩土２０１９．０７４个旧红河断裂附近２破碎带砾岩土２０１４．０４５河口红河断裂２破碎带砾岩土２０１２．０２６元阳红河断裂２破碎带砾岩土２０１４．０４７绿春大沙铺断裂２破碎带砾岩土２０１２．０２８红河红河断裂２破碎带砾岩土２０１２．０２９金平红河断裂附近２破碎带砾岩土２０１８．０７１０
屏边
东山断裂附近
２
破碎带砾岩土
２０１８．０７
２ 观测资料与映震分析
２．１ 正常年动态特征
除蒙自２和金平、屏边测点的资料较短，还未能认识他们的正常变化形态外，其余７个测点，近６年观测的数据显示，红河州大部分断层气ＣＯ２具有明显的年变规律，测值与温度呈正相关，存在夏高冬低的年动态变化规律，也有少部分为负相关和无明显相关性。正常动态的高低值之间是渐变关系，而不是突变（见图１）。ＣＯ２观测的年变规律与地下的生物化学作用有关（
王基华等，１９９４）马拉维
。图１ 红河州ＣＯ２测值
２．２ 异常特征
已有震例测点的ＣＯ２异常主要表现为突升、突降和打破正常年动态，这一特征与前人给出的ＣＯ２异常的识别标志基本相同（王基华等，２０００）。在近６年的观测时间里，红河州测点周边２００ｋｍ内分别发生了２０１６年个旧４ ６、４ ７级和２０１８年通海５ ０、５ ０级以及墨江５ ９级地震。３组地震前ＣＯ２均观测到了异常，其异常与地震对应情况见表２
。个旧４ ６、４ ２级地震前的异常主要是破坏正常年动态，通海２次５ ０级地震和墨江５ ９级地震前，异常主要表现为破坏正常年动态和突变（见图２、图３）。从表２可见，破年变的异常，主要出现在震前４～６个月，而突变异常主要出现在震前５～４０天，异常形态为测值突升。由于通海２次５ ０级地震距墨江５ ９级地震的时间间隔不到１个月，因此就破年变异常而言，没有办法区分２次地震所对应的异常，但从突升情况看，绿春和元阳测点在通海地震后新出现了突升变化，因此认为震后的突升异常可能是新地震的反应。此外在破年变异常中，３组地震的异常均显示震中距近的测点异常开始时间比远的要早。
·９
２·２０２０年１２月
刘 飞，等：云南省红河地区断层气ＣＯ２观测及其与地震关系初探
表２ 红河州ＣＯ２异常与地震对应关系一览表
地震
发震日期观测点震中距／ｋｍ
中国一线城市排名异常超前时间／ｄ
法国国旗
异常类型个旧４．６、４．７级地震２０１６－０５－０６个旧＜１０１６１破年变元阳４３１２１破年变通海５．０级地震
通海５
．０级地震２０１８－０８－１３
２０１８－０８－１４
红河８７１６２高值破年变蒙自１１０５１２０破年变河口２１１１５突升墨江５．９级地震２０１８－０９－０８红河７４１８７高值破年变蒙自１
１０５１１６破年变绿春８６１０突升元阳１１６５突升河口
２５５
澳大利亚工作签证有几种４０
突升
图２ 红河州ＣＯ２
破年变异常图３ 红河州ＣＯ２突变异常
３ 结论与讨论
（１）红河州７个观测时间段内有地震发生的测点观测数据显示，除弥勒测点外，其余的测点在震前都出现过异常，异常特征主要表现为偏离正常年动态和突升，偏离年变异常主要出现在震前４～６个
月，突升异常出现在震前５～４０天内，因此ＣＯ２突升可以作为红河州有地震的短临异常指标。（２）断层气ＣＯ２观测异常显著，从原始曲线上直观的就能识别。从前述震例看，偏离年变异常距离震中近的测点出现比远的早。（３）在已有的３组震例中，震级越大，出现异常的测点越多，特别是短临异常。（４）在重点监视区布设较密集的ＣＯ２观测台阵对震情跟踪有很好的指示意义。（５）断层气ＣＯ２观测具有简便、价廉和有效等特点，观测方式对经济欠发达地区的地震部门开展地震预测不失为一种好方法，值得推广。
参考文献
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高小其，王海涛，赵建政，等．２００４．地震危险区短临跟踪的一种有效观测手段［Ｊ］．华北地震科学，２２（１）：３１－３７．林元武，刘五洲，王基华，等．１９９８ａ．张北尚义地震现场二氧化碳测量与震后趋势判断［Ｊ］．地震地质，２０（２）：１１７－１２１．林元武，王基华．１９９８ｂ．断层气ＣＯ２测定新方法与张北—尚义６．２级地震预报［Ｊ］．地震，４（１）：１６－２１．林元武，翟盛华，范树全，等．１９９４．隐伏断裂不同深度二氧化碳异常特征研究［Ｊ］．华北地震科学，１２（３）：３６－４２．上官志冠，刘桂芬，高松升．１９９３．川滇块体边界断裂的二氧化碳释放及其来源［Ｊ］．中国地震，９（２）：１４６－１５３．
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０３· 四 川 地 震
２０２０年第４期
王基华，林元武，高梧升，等．２０００．１９９８年怀来后郝窑断层气二氧化碳变化特征分析［Ｊ］．西北地震学报，２２（１），２８－３２．王基华，王亮，孙风民，等．１９９４．断层气动态特征及其与地震活动关系［Ｊ］．地震，３（３）：５９－６３．
ＴｈｅＡｎｏｍａｌｉｅｓＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＣＯ
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ｉｎＦａｕｌｔＧａｓａｎｄｉｔｓＲｅｌａｔｉｏｎｔｏＥａｒｔｈｑｕａｋｅｓｉｎＨｏｎｇｈｅ，ＹｕｎｎａｎＰｒｏｖｉｎｃｅ
ＬＩＵＦｅｉ１，ＱＩＹａｎ２
（１．Ｈｏｎｇｈｅｅａｒｔｈｑｕａｋｅｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ，ＹｕｎｎａｎＭｅｎｇｚｉ６６１１９９，Ｃｈｉｎａ；
２．Ｍｉｌｅｅａｒｔｈｑｕａｋｅｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ，ＹｕｎｎａｎＭｉｌｅ６６１１９９，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＩｎｙｕｎｎａｎｈｏｎｇｈｅｆａｕｌｔｇａｓＣＯ
２ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｐｏｉｎｔ７ｅａｒｔｈｑｕａｋｅｅｘａｍｐｌｅｓｄａｔａａｎａｌｙｓｉｓ，ｆｏｕｎｄｔｈｅＣＯ
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ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｖａｌｕｅｗｉｔｈｔｈｅｃｈａｎｇｅｏｆｍｏｄｅｒａｔｅｌｙｓｔｒｏｎｇｅａｒｔｈｑｕａｋｅｓｉｎｔｈｅｒｅｇｉｏｎｎｅａｒｔｈｅｓｔａｔｉｏｎｈａｓｇｏｏｄｃｏｒｒｅｌａ ｔｉｏｎ，ａｎｏｍａｌｙｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｍａｉｎｌｙｆｏｒｄｅｖｉａｔｉｎｇｆｒｏｍｔｈｅｎｏｒｍａｌａｎｎｕａｌｄｙｎａｍｉｃｒａｎｇｅ，ａｎｎｕａｌｖａｒｉａｔｉｏｎａｎｏｍａ ｌｉｅｓｇｅｎｅｒａｌｌｙａｐｐｅａｒｉｎｔｈｅａｎｎｕａｌｏｆ４～６ｍｏｎｔｈｓｂｅｆｏｒｅｔｈｅｅａｒｔｈｑｕａｋｅ，ａｂｎｏｒｍａｌｊｕｍｐｉｎ５～４０ｄａｙｓｂｅｆｏｒｅｔｈｅｅａｒｔｈｑｕａｋｅ，ｔｈｅｓｅｃａｎｂｅｕｓｅｄａｓａｓｈｏｒｔ ｔｅｒｍａｎｄｉｍｐｅｎｄｉｎｇｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｏｆｅａｒｔｈｑｕａｋｅｉｎｄｉｃａｔｏｒｓ．
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观测及其与地震关系初探
