气汞的第一个同震效应记录

车用太 杨丽 何镧 鱼金子

1）中国地震局地质研究所，北京市朝阳区华严里甲1号 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

地震前兆观测的监测效能，一般可从4个方面进行评估。首先，无疑是地震前兆的监测能力，看发生在一定范围内的一些破坏性地震之前能否记录到与地震活动有关的异常信息，其次是看能否记录到地球固体潮的变化，再次是看能否记录到同震效应，最后是看信噪比大小。由于近10多年来，全球连发MS≥7.0强震，国内外都十分关注同震效应的研究，从中探索与间接地评估前兆监测效能。在我国近50年的地震地下流体观测中，井水位与水温观测记录到了大量同震效应，据2008年5月12日四川汶川MS8.0地震的统计，194口井水位与132口井水温观测记录到同震效应（刘耀炜，2009）；然而，在地球化学定量观测中，多年来很少记录到同震效应，只在汶川地震时甘肃省武都台殿沟泉、宁夏胜利井、福建宁德井等的气氡观测中记录到第一批气氡同震效应（刘耀炜等，2009）。气汞的同震效应，国内外尚未见报导。云南省弥勒井在2015年4月25日尼泊尔MS8.1地震时记录到了中国第一个气汞的同震效应。

中国地震部门有近30年的汞观测历史，其中数字化气汞观测也有10多年的历史。汞的观测，在地震前兆监测与地震预测探索中都发挥着重要作用，在多次地震前捕捉到地震中短期或短期异常信息，在个别井还记录到疑似地球固体潮的动态（金仰芬等，1987；张炜，1989；魏家珍等，1994；任佳等，2005；钱晓东等，2008；赵小茂等，2010），但尼泊尔 8.1级地震前从未记录到同震效应。

弥勒井位于云南省弥勒县梅花村温泉区，井点坐标为103°26′E、24°24′N，井点地面高程为1416m。观测井深614.4m，观测层为三叠系中统（T2）灰岩岩溶承压水，井水自流，水温23℃。井中观测除动态水位、水温等物理测项外，“十·五”开始观测气氡、气汞、氦气等数字化化学量观测，观测仪器分别是SD-3A测氡仪、RG-BQZ测汞仪与 WGK-1型测氦仪。2013年5月弥勒井上安装了“十二·五”国家科技支撑计划课题（2012BAK19B02）支持的、由杭州电子科技大学下属的超距科技有限公司研发的ATG-6138M型痕量汞在线分析仪（简称测汞仪）。该测汞仪的绝对检出限为 5×10-13gHg，相对检出限为 0.1pgHg/L（10-4ngHg/L），这比中国目前普遍使用的RG-BQZ数字化测汞仪的检出限（0.008ng）还高2个数量级；新型测汞仪与目前国际上公认是最好的俄罗斯RA915am测汞仪的比测结果说明，二者的测值一致性非常好。在弥勒井试验性气汞观测其间，于尼泊尔MS8.1地震时记录到了明显的同震效应（图1）。同期同步观测的SD-3A测氡仪、RG-BQZ测汞仪与WGK-1测氦仪等均未记录到同震效应。

图1 2015年4月16日～5月3日弥勒井气汞的小时值动态曲线

由图1可见，弥勒井气汞的正常背景值为30ng/m3上下，表现出有一定日变化，一般每日呈下降-上升-下降-上升的变化，日起伏度为 10～30ng/m3。地震发生之后，测値由不足20ng/m3陡升到100ng/m3以上，升幅为正常日起伏度的3～8倍，异常十分显著。震后，在80～110ng/m3的高值上起伏了约 20h，然后回降，恢复到正常背景值（20～30ng/m3）。

中国地震地下流体观测网中的化学量观测，虽然在地震前兆监测与地震预测中发挥着积极作用，但绝大多数记录不到地球固体潮效应，同震响应也很少。对于这种现象，长期以来认为是化学量自身对地壳动力响应的灵敏度低所致。然而，无论汶川地震时武都泉气氡的同震效应，还是尼泊尔地震时弥勒井气汞的同震效应记录，都说明化学量观测同样可以记录到地壳动力效应信息。多数井（泉）化学量观测目前记录不到地球固体潮与同震效应等，现在看来可能是由于化学量观测的仪器精度不够与采样率偏低所致的。若是这样，研发观测精度与采样率更高的化学量观测仪器是必要的，这不仅是为了观测固体潮与同震效应，更是为了显著地提升化学量观测的地震前兆监测能力。

致谢：感谢刘耀炜研究员与付虹研究员对本研究的支持与协助。