基于多期累積巖石圈磁場變化分析唐山MS5.1地震震磁異常

摘要：利用2016—2021年河北及周邊地區的6期流動地磁矢量觀測資料，針對2020年7月12日唐山MS5.1地震，建立了震前1～4年和震后1年的巖石圈磁場變化模型，對比分析了研究區巖石圈磁場的總強度、磁偏角、磁傾角和水平矢量4個要素的時空演化過程。結果表明：①震前累積4年和3年的巖石圈磁場各要素變化中區域整體趨勢強，與大地構造有一定的相關性；震前2年和1年的巖石圈磁場變化中，局部特征顯著；震前1～4年變化中震中附近總強度、磁偏角、磁傾角變化量值均較小，且多有變化零值線分布，水平矢量呈現出持續的弱變化特征；震后震中附近的磁偏角和變化量值大。②從震前巖石圈磁場變化的時空演化過程，可以看出，越接近發震時間，局部正、負變化空間分布將取代區域的整體趨勢。

關鍵詞：流動地磁；震磁異常；累積變化；巖石圈磁場

中圖分類號：P318.2文獻標識碼：A文章編號：1000-0666（2024）04-0517-11

doi：10.20015/j.cnki.ISSN1000-0666.2024.0043

0引言

巖石圈磁場是地磁場的重要組成部分，主要來源于地殼或上地幔磁性巖石的磁性；處于不同溫度和壓力下的多種磁性礦物可能表現出各種不同的磁性特征，巖石圈磁場能夠很好地反映大陸地殼巖石的各向異性（Acheache et al，1987；Kang et al，2012）。巖石圈磁場包含了地殼和上地幔物質狀態和結構的豐富信息，因此通過對巖石圈磁場的研究可以推進對地球演化、地質構造演變及成礦研究等相關領域的基礎研究（陳斌等，2017）。地震在孕育及發生過程中產生的震磁效應被廣泛研究，例如壓磁效應、感應磁效應、膨脹磁效應和熱磁效應等（丁鑒海等，2006）。研究還發現巖石圈磁異?；虼判越Y構與板內地震空間分布有關聯性（杜勁松等，2017）。例如：2017年九寨溝MS7.0地震前，震中西側出現巖石圈磁場的正負異常交替現象可能與九寨溝地震的孕育有關（宋成科，2021）；2018年永清MW4.3地震前后巖石圈磁場變化趨勢發生改變（王朝景等，2021）；2013年蘆山MS7.0地震、2014年魯甸MS6.5地震前，地震震中及附近區域出現高梯度分布，或者正負變化等現象（倪喆等，2014a，b）；震中及附近，震前巖石圈磁場矢量變化出現弱化、轉向等（蘇樹朋等，2020；顧春雷等，2010；張瑜等，2023）。

2020年7月12日唐山發生MS5.1地震，這是河北省2006年7月4日文安MS5.1地震以來的又一次5級以上地震，是一次重要的地震事件，是該區構造活動的重要體現。周依等（2022）推測此次地震的發震斷層為唐山—古冶斷裂。為了深入研究該地震的震磁異常特征，本文以河北及周邊地區為研究區，對該區的流動地磁矢量資料進行分析。

2009年以來中國地震局流動地磁技術團隊對大華北、南北地震帶、南北天山等地區持續開展了大規模的流動地磁矢量測量工作，積累了豐富的觀測資料（蘇樹朋等，2017；陳政宇等，2021）。地震發生是直接迅速的，而地震的孕育過程在時空上是復雜緩慢的。近年來學者對巖石圈磁場變化的分析多為一年尺度（馮麗麗，2019；董超等，2021；張海洋等，2022），對巖石圈磁場的多期累積變化研究少，對巖石圈磁場的變化趨勢研究更少，未見有多期累積變化的對比研究。筆者對2016—2021年河北及周邊地區的6期流動地磁矢量資料進行處理，結合唐山MS5.1地震，建立了該區多期累積的巖石圈磁場變化模型，對比分析了巖石圈磁場變化趨勢、震磁異常特征。

1地震震磁異常1研究區概況及數據處理

本文研究區的北部屬于燕山地塊，中南部屬于華北平原地塊。燕山地塊位于東北地塊的西南角、華北平原地塊的北部，為一近東西向的楔狀塊體（陳長云，2016；唐方頭，2003；刁守中等，2023）。華北平原地塊是由北東向的山西斷陷帶、北西向的張家口—渤海斷裂帶、北北東向的郯城—廬江斷裂帶和近東西向的秦嶺—大別山構造帶共四組斷裂控制的結構破碎的復合型塊體（王曉山，2017；張培震等，2003）。張家口—渤海斷裂帶位于華北平原地塊的北側，緊鄰燕山地塊，是一條具相當規模的北西西向的、由20多條具有正斷兼左旋走滑性質的斷裂組成的活動構造帶（方穎等，2008），也是一條重要的地震活動帶。

本文收集2016年5月至2021年5月共計6期流動地磁矢量資料，選取河北及周邊地區內的85個矢量測點，測點間距約70 km，野外測點周圍梯度lt;5.0 nT/m，磁偏角與磁傾角測量儀器為磁通門經緯儀，地磁場總強度測量設備為GSM-19T質子旋進磁力儀，靈敏度為0.15 nT@1 Hz，分辨率為0.01 nT，絕對精度為±0.2 nT（Wang et al，2020；談昕等，2015；暢國平等，2020）。在數據處理過程中剔除了個別不合格的異常數據。

對流磁矢量測量數據進行外源變化場、主磁場長期變化、主磁場等地磁場成分的去除，得到研究區的巖石圈磁場數值模型。數據主要進行了日變通化改正、長期變化改正、差值計算等處理過程（陳斌等，2017）。其中，日變通化過程采用單臺通化，參照臺站為隆堯臺、泰安臺、靜海臺、呼和浩特臺、昌黎臺、錫林浩特臺；長期變化改正采用中國地區地磁基本場長期變化的6階自然正交分量的非線性模型計算；將相鄰期次、相同測點數據進行差值計算；對得到的相鄰期的差值數據進行曲面樣條插值擬合（顧左文等，2006），從而得到1年期的巖石圈磁場變化模型。將上述處理方法得到的1年期的巖石圈磁場變化數據進行累加，從而得到2年、3年、4年的巖石圈磁場累積變化模型。例如2018—2020巖石圈磁場變化模型計算方法：{（2020-2019）+（2019-2018）=2020-2018}。如此避免了長時間兩期數據直接作差，從而解決了測點遷移導致的測點不連續性問題。曲面樣條的計算公式（陳斌等，2014；余志偉，1987）為：

2巖石圈磁場變化與震磁異常

本文通過上述計算得到了2016—2021年河北及周邊地區巖石圈磁場磁偏角D變化圖（圖2），等變線間隔0.2′。磁傾角I變化圖（圖3），等變線間隔0.1′?？倧姸菷變化圖（圖4），等變線間隔1 nT。對磁偏角D變化、磁傾角I變化、總強度F變化的震磁異常特征進行了量化統計（表1），繪制了水平矢量H變化圖（圖5）。

在磁偏角D、磁傾角I、總強度F的分析中，將震中距各要素變化零值線≤30 km（顧春雷等，2012，楊學慧等，2020）視為距離變化零值線近。

2.1磁偏角變化與震磁異常特征

① 2016-05—2020-05時段的磁偏角D變化（圖2a）幅值為-1.9′～2.2′，正變化主要分布于燕山地塊及張渤帶（本文中的張渤帶均指張渤帶陸地段，下文亦同），負變化分布于華北平原地塊南部。唐山MS5.1震中位于小范圍的負變化區，震中變化量值約為-0.1′，量值相對較小，震中距變化零值線約5.7 km。② 2017-05—2020-05時段，變化幅值為-3.4′～3.1′，呈北正南負特征，正變化主要分布于燕山地塊、張渤帶及華北平原地塊的北部，負變化分布于華北平原地塊的南部（圖2b）。唐山MS5.1震中位于正變化區，震中的變化量值約為1.0′，量值相對較小。③ 2018-05—2020-05時段，變化幅值為-1.6′～1.0′，呈正、負相間分布（圖2c），3個負變化區在張渤帶相間分布，等變線整體趨勢差。唐山MS5.1震中位于獨立的負變化區，震中的變化量值約為-0.4′，量值相對較小，距變化零值線約15.5 km。④ 2019-05—2020-05時段，變化幅值為-1.3′～1.3′，呈正、負相間分布，等變線分布較為散亂（圖2d）。唐山MS5.1震中位于正變化區，震中西南側呈負變化特征，震中變化量值約為0.5′，量值相對較小，距變化零值線約25.8 km。⑤ 2020-05—2021-05時段，變化幅值為-1.4′～0.7′，研究區整體為負變化所控，張渤帶的東部有小范圍的正變化區（圖2e）。唐山MS5.1震中位于小范圍的正變化區，震中量值約為0.5′，相較區域背景，量值較大，震中距變化零值線約38.2 km。

與震后震中呈現正變化的高值異常相比，震前多期變化中震中變化量值相對較小。除2017-05—2020-05（3年）變化外，其余期次的變化中震中均靠近磁偏角變化零值線，可見弱變化特征顯著。震前4年和3年的磁偏角變化呈北正南負特征，正變化主要分布于燕山地塊和張渤帶，負變化分布于華北平原地塊的南部，正、負變化的分布在地質構造上表現出良好的區域整體趨勢；震前2年和1年的磁偏角變化打破了原有特征，展現出在局部區域均存在正、負變化；震后1年磁偏角的負變化控制著整個研究區，僅少量小范圍正值區分布于區域東部?？梢?，從磁偏角變化在構造上的分布來看，震前累積4年和3年的變化整體趨勢強，震前2年和1年的局部變化更為顯著。

2.2磁傾角變化與震磁異常特征

① 2016-05—2020-05時段的磁傾角I變化，變化幅值為-1.7′～1.3′，正變化主要覆蓋了燕山地塊，同時向張渤帶西側延伸，負變化分布于華北平原地塊的東南側（圖3a）。唐山MS5.1地震震中位于負變化區，震中變化量約為-0.16′，量值小，距變化零值線約20.7 km。② 2017-05—2020-05時段，變化幅值為-0.9′～0.8′，等變線變化趨勢與2016-05—2020-05變化相似（圖3b）。唐山MS5.1震中位于負變化區，震中變化量為-0.16′，量值較小，距變化零值線約16.8 km。③ 2018-05—2020-05時段，變化幅值為-1.2′～0.5′，正、負相間分布，呈現以張渤帶中部為中心的正變化向南北兩側延伸分布，周圍以負變化為主（圖3c）。唐山MS5.1震中位于負變化區，震中變化量值約為-0.20′，量值小，距變化零值線約43.8 km?？梢钥闯鰪埐硯В懙囟危〇|部的唐山及周邊地區的變化相對于區域背景變化值小。④ 2019-05—2020-05時段，變化幅值為-0.9′～0.3′，僅在華北平原地塊中部出現舌形正變化，其余區域為負變化所控（圖3d）。唐山MS5.1震中位于負變化區，震中變化量值約為-0.04′，量值小。⑤ 2020-05—2021-05時段，變化幅值為-0.5′～0.8′，負變化主要分布于華北平原地塊的中西部，其余區域為正變化所控（圖3e）。唐山MS5.1震中位于正變化區，量值約為0.09′，附近無成規模的變化零值線，震中以東約10.3 km處有一極小范圍的變化零值線。

與震后震中位于磁傾角I的正變化區相比，震前1～4年的變化中，震中均位于負變化區。除震前1年（2019-05—2020-05）變化外，震中附近均有磁傾角I的變化零值線分布，震前震中變化量值，均較小，張渤帶東部的唐山及周邊地區的變化量值相對于區域背景場變化量值而言相對較小。震前4年和3年磁傾角的正變化主要覆蓋了燕山地塊，同時向張渤帶西側延伸，而負變化分布于華北平原地塊的東南側；震前2年以張渤帶中部為中心的正變化向南北兩側延伸分布，四周以負變化分布為主；震前1年僅在華北平原地塊中部出現了舌形正變化，其余區域為負變化；震后1年正變化控制著燕山地塊及張渤帶，負變化分布于研究區的西南部?？梢娬鸷?年的變化與震前1～4年的變化相比，其等變線變化形態和演化趨勢已完全改變。

2.3總強度變化與震磁異常特征

① 2016-05—2020-05時段，總強度F，變化幅值為-1.5～33.6 nT，幅值大，正變化幾乎分布于整個研究區域，僅在張渤帶東部出現小范圍的負變化，研究區西部變化量值遠大于東部（圖4a）。唐山MS5.1震中位于正變化區，位于高梯級帶邊緣，震中變化量值約為9.2 nT，距變化零值線約為51.7 km。② 2017-05—2020-05時段，變化幅值為0.5～24.4 nT，正變化控制著整個研究區，西部變化量值遠大于東部（圖4b）。唐山MS5.1震中位于正變化區，震中變化量值約為7.2 nT，量值小。③ 2018-05—2020-05時段，變化幅值為-1.4～20.8 nT，正變化控制著研究區（圖4c），局部有小范圍的負變化區。唐山MS5.1震中位于正變化區，震中變化量值約為4.1 nT，量值小。④ 2019-05—2020-05時段，變化幅值為-4.2～9.4 nT，正變化為主要分布于燕山地塊，負變化占據著華北平原地塊東南和張渤帶（圖4d）。唐山MS5.1震中位于正變化區，震中變化量值約為1.5 nT，量值小，距變化零值線約53.8 km。⑤ 2020-05—2021-05時段，變化幅值為-3.9～7.0 nT（圖4e），正負變化相間分布，整體趨勢差。唐山MS5.1震中位于正負變化交界附近的正變化區，震中變化量值約為0.4 nT，距變化零值線約10.3 km。

除2016-05—2020-05時段的變化外，唐山MS5.1地震前后，張渤帶東部的唐山及周邊地區總強度F的變化量值相較于區域背景值較小，震中變化量值相對較小，呈弱變化特征。此外，震前2～4年的總強度F變化呈現出整體趨勢強的特征，正變化控制著整個研究區域，震前1年打破了4年、3年和2年的演化趨勢，演變成正變化主要分布于燕山地塊，負變化則占據著華北平原地塊東南和張渤帶，震后總強度F則呈現正、負變化分散分布于研究區的特征，地震前后差異顯著。從各期變化均可看出研究區域的西北部變化量值大于東南部，隨時間累積，研究區總強度的變化幅值也在變大。

2.4水平矢量H的變化與震磁異常特征

① 2016-05—2020-05時段研究區水平矢量H的變化呈現出較好的規律性，呈現出東強西弱特征（圖5a）。唐山及周邊地區的量值相對于周圍區域顯著弱化，唐山MS5.1震中附近的量值相較于周邊也出現了顯著的弱化，尤其是震中及其東部弱化顯著，震中東、西、北側的矢量均出現明顯的轉向。② 2017-05—2020-05時段的變化（圖5b）與2016-05—2020-05時段的變化具有相似性，東部量值大，中西部量值小。唐山MS5.1震中及其附近的量值相較于其周圍區域顯著弱化，震中位于矢量方向轉向的交界位置。③ 2018-05—2020-05時段中H矢量分布較為散亂，局部弱化，規律性不強（圖5c）。唐山MS5.1震中西部量值大，而東部則明顯較小，震中位于H矢量方向分化的位置。④ 2019-05—2020-05時段，整體趨勢差，量值西北大、東南小，局部出現弱化（圖5d）。唐山MS5.1震中附近出現了顯著的弱化與方向轉向，震中東部出現了強、弱突變現象。⑤ 2020-05—2021-05時段中H矢量分布較為散亂，規律性差，區域的西北部量值較大，區域局部出現了弱化（圖5e）。唐山MS5.1震中量值較大。

與唐山MS5.1震后１年震中H矢量變化量值大相比，震前1～4年震中的累積變化H矢量變化量值均相對較小，呈持續的弱化特征。但4和3年變化的背景場較為穩定，2和1年的背景場較為散亂。震前震中及附近H矢量方向以向北為主，震后則以向東南為主。此外，震前4和3年的累積變化H矢量的整體趨勢強，可以看出H矢量的方向與大地構造有著強相關性，在燕山地塊內H矢量方向以向東為主，而在華北平原地塊則以向北為主；2和1年的變化，在燕山地塊內H矢量方向以向北、東北為主，在華北平原地塊方向以向北為主，但局部呈方向散亂、弱化的特征。震后1年，在燕山地塊內H矢量方向轉變為以向西南、東南為主，在華北平原地塊以向南、向西為主，局部較亂。地震前后燕山地塊、華北平原地塊矢量反向。

3討論

對河北及周邊地區2016—2021年巖石圈磁場多期累積變化的對比分析可以看出，地震前后巖石圈磁場的變化趨勢發生了改變。同時，震前1～4年變化中震中及附近呈現出一定的震磁異常特征，在震后1年的巖石圈磁場變化中，震中特征與震前相異。

研究區背景構造應力場的總體方向為NE-SW至NEE-SWW方向，存在分區特征（楊樹新等，2012；王曉山，2017），該區域主要受太平洋俯沖帶的影響，地殼主要以水平運動為主（吳晶等，2011；朱守彪等，2010）。唐山MS5.1地震前唐山地區和華北構造區的地震活動性異常以缺震和顯著平靜為主，表明該區域地殼應力積累到了一定程度（王想等，2021；紀春玲等，2021），唐山大地震15年后，該區庫侖應力呈現緩慢的穩定增加狀態（朱琳等，2021）。巖石磁學實驗理論研究表明，介質的剩磁和磁化率與其應力成反比（高龍生，李松林，1985；Nagata，1970；Ohnaka Kinoshita，1968）。Wang等（2019）在呼圖壁儲氣庫注氣與采氣過程中對局部巖石圈磁場進行了研究，發現儲氣庫注氣加壓局部巖石圈磁場呈負變化，采氣卸壓則呈正變化。巖石圈磁場變化較弱的區域可能是地殼應力水平較高的地區（張海洋等，2022；宋成科，2021）。根據上述前人對區域的應力狀態及壓磁學理論研究，可以看出巖石圈磁場變化能夠反映地殼應力的變化情況。唐山MS5.1震前1～4年的巖石圈磁場變化中，4和3年的變化區域背景場呈現出相似的整體趨勢，與大地構造有一定的相關性，這可能更多的反映的是較長時間內區域應力的相對穩定的緩慢變化狀態；震前2和1年的巖石圈磁場變化中，局部特征顯著，可能更多的反映的是局部應力的變化。同時在震前4、3、2和1年的變化中震中及附近多出現零值線、弱變化等震磁異常特征，表明震中及附近相對于背景場呈現出一定的應力集中的特征，同時暗示著震前震中及附近的局部應力集中的持續時間長。震前長時間的累積變化震中附近震磁異常顯著異于背景場，這暗示著震中及附近應力呈現不斷累積的特征，從而時間愈長，累積越大，異常相較背景場愈顯著。這從時間與空間上證明了，此次地震可能與區域背景主應力的穩定增加以及局部應力集中有著密切關系。震后巖石圈磁場各要素的變化趨勢改變及震中附近巖石圈磁場變化特征與震前形成反差，可能跟地震前后應力的集中與釋放有關，具體的量化分析，還需進一步研究。

4結語

建立了多期累積巖石圈磁場變化模型，結合唐山MS5.1地震，對震磁異常特征進行分析顯示：

（1）震后唐山MS5.1震中及附近的磁偏角、水平矢量變化量值大，而震前1～4年變化中震中及附近總強度、磁偏角、磁傾角變化量值均較小，且多有變化零值線分布，同時震前水平矢量呈現出持續的弱變化特征。此外，震中及附近地震前后水平矢量的方向發生了根本性的轉變。

（2）震前4年、3年的巖石圈磁場變化整體趨勢強，與大地構造有著強相關性，尤其是水平矢量變化與地塊邊界有著較好的對應，唐山MS5.1震中及附近震磁異常特征顯著異與背景場，易于辨識。震前2年、1年的巖石圈磁場變化，震中及附近亦呈現一定的異常特征，但背景場分布較為散亂。

（3）震前1～4年多期累積的巖石圈磁場變化分布特征差異明顯，多期累積巖石圈磁場變化的對比分析，對震磁異常的提取與辨識有著重要意義。本文從多期累積巖石圈磁場變化的空間演化特征對震磁異常進行了定性的分析，具體震磁關系的量化分析，以及孕震過程中相關數學物理模型的建立，是我們下一步的研究方向。

參考文獻：

暢國平，王秀敏，袁潔浩.2020.GSM-19T質子旋進磁力儀比測實驗分析［J］.地震地磁觀測與研究，41（4）：105-110.

Chang G P，Wang X M，Yuan J H.2020.The comparison test analysis of GSM-19T proton-precession magnetometer［J］.Seismological and Geomagnetic Observation and Research，41（4）：105-110.（in Chinese）

陳斌，袁潔浩，王粲，等.2017.流動地磁監測數據處理流程［J］.地震研究，40（3）：335-339.

Chen B，Yuan J H，Wang C，et al.2017.Data processing flowchart of Chinese mobile geomagnet monitoring array［J］.Journal of Seismological Research，40（3）：335-339.（in Chinese）

陳斌，袁潔浩，王雷，等.2014.2010年代蒙古地區地磁場曲面樣條［J］.地球科學（中國地質大學學報），39（12）：1927-1932.

Chen B，Yuan J H，Wang L，et al.2014.Geomagnetic field over Mongolia for 2010.0 epoch using spherical cap harmonic method［J］.Earth Science—Journal of China University of Geosciences，39（12）：1927-1932.（in Chinese）

陳長云.2016.張家口—渤海斷裂帶分段運動變形特征分析［J］.地震，36（1）：1-11.

Chen C Y.2016.Characteristics of segmentary motion and deformation along the Zhangjiakou-Bohai fault ［J］.Earthquake，36（1）：1-11.（in Chinese）

陳政宇，倪喆，周思遠，等.2021.基于亞失穩理論分析2021年云南漾濞MS6.4地震前巖石圈磁場變化特征［J］.地震研究，44（3）：391-398.

Chen Z Y，Ni Z，Zhou S Y，et al.2021.Analysis based on the meta-instability theory of the variation characteristics of the lithospheric magnetic field in Yunnan before the 2021 Yangbi，Yunnan MS6.4 earthquake［J］.Journal of Seismological Research，44（3）：391-398.（in Chinese）

刁守中，王峰，李霞.2023.1976 年唐山 7.8 級地震在魯北造成的震害情況及其烈度校訂［J］.華南地震，43（1）：80-88.

Diao S Z，Wang F，Li X.2023.Seismic damage in northern Shandong province caused by Tangshan M7.8 earthquake in 1976 and its intensity revision［J］.South China journal of seismology，43（1）：80-88.（in Chinese）

丁鑒海，申旭輝，潘威炎，等.2006.地震電磁前兆研究進展［J］.電波科學學報，21（5）：791-801.

Ding J H，Shen X H，Pan W Y，et al.2006.Seismo electromagnetism precursor research progress［J］.Chinese Journal of Radio Sciense，21（5）：791-801.（in Chinese）

董超，陳斌，袁潔浩，等.2021.2021年5月22日瑪多MS7.4地震震前巖石圈磁場變化特征分析［J］.地震學報，43（4）：453～462.

Dong C，Chen B，Yuan J H，et al.2021.Characteristic analysis of the lithospheric magnetic anomaly before the Maduo MS7.4 earthquake on 22nd May 2021［J］.Acta Seismologica Sinica，43（4）：453～462.（in Chinese）

杜勁松，胡正旺，陳超，等.2017.大陸巖石圈大尺度磁性結構與板內地震空間分布之間的關聯性［C］//2017中國地球科學聯合學術年會論文集（三十八）——專題74：電磁衛星觀測與應用，72-74.

Du J S，Hu Z W，Chen C，et al.2017.The correlation between the large-scale magnetic structure of continental lithosphere and the spatial distribution of intraplate earthquakes［C］//2017 China Earth Science Joint Academic Annual Conference Proceedings（38）-Topic 74：Observation and Application of Electromagnetic Satellites，72-74.（in Chinese）

馮麗麗.2019.2010—2016年南北地震帶巖石圈磁場變化分析［J］.地震學報，41（2）：239-248.

Feng L L.2019.Lithospheric geomagnetic field variation in the North-South Seismic Belt from 2010 to 2016［J］.Acta Seismologica Sinica，41（2）：239-248.（in Chinese）

高龍生，李松林.1985.單軸應力作用下兩種不同方法研究巖石磁化率變化的結果［J］.地震學報，7（3）：285-299.

Gao L S，Li S L，1985.The experimental results of variations in the susceptibility of rock samples under uniaxial stress by two different approaches［J］.Acta Seismologica Sinica，7（3）：285-299（in Chinese）.

顧春雷，張毅，顧左文，等.2012.華北地震區巖石圈磁異常場零值線與中強震震中分布關系［J］.西北地震學報，34（2）：174-179.

Gu C L，Zhang Y，Gu Z W，et al.2012.Relationship between zero-value-line of abnormal geomagnetic field in lithosphere and strong-moderate earthquake epicenters in North China seismic region［J］.Northwestern Seismological Journal，34（2）：174-179.（in Chinese）

顧春雷，張毅，徐如剛，等.2010.地震前后巖石圈磁場變化特征分析［J］.地球物理學進展，25（2）： 472-477.

Gu C L，Zhang Y，Xu R G，et al.2010.Analysis of the variation characteristic in the lithospheric geomagnetic field before and after earthquakes［J］. Progress in Geophysics，25（2）：472-477.（in Chinese）

顧左文，張毅，姚同起，等.2006.九江—瑞昌MS5.7地震地磁異常的觀測與分析［J］.地震學報，28（6）：611-621.

Gu Z W，Zhang Y，Yao T Q，et al.2006.Observation and analysis of geomagnetic abnormity associated with the MS5.7 Jiujiang-Ruichang earthquake［J］.Acta Seismologica Sinica，28（6）：611-621.（in Chinese）

紀春玲，董博，章陽，等.2021.2020年唐山古冶5.1級地震前流體固體潮參數時空變化研究［J］.大地測量與地球動力學，41（8）：821-826.

Ji C L，Dong B，Zhang Y，et al.2021.Study on temporal and spatial variation of fluid solid tide parameters before the Tangshan Guye MS5.1 earthquake in 2020［J］.Journal of Geodesy and Geodynamics，41（8）：821-826.（in Chinese）

倪喆，陳雙貴，袁潔浩，等.2014a.蘆山7.0級地震前后巖石圈磁場異常變化研究［J］.地震研究，37（1）：61-65.

Ni Z，Chen S G，Yuan J H，et al.2014a.Ｒesearch on anomalies variation of lithosphere magnetic field before and after Lushan MS7.0 earthquake［J］.Journal of Seismological Research，37（1）：61-65.（in Chinese）

倪喆，袁潔浩，王粲，等.2014b.2014年云南魯甸6.5級、永善5.0級地震前巖石圈磁場局部異常特征分析［J］.地震研究，37（4）：537-541.

Ni Z，Yuan J H，Wang C，et al.2014b.Analysis of local anomalous characteristics of lithospheric magnetic field before Ludian M6.5 and Yongshan M5.0 earthquake in Yunnan in 2014［J］.Journal of Seismological Research，37（4）：537-541.（in Chinese）

宋成科.2021.九寨溝MS7.0地震前地磁異常［J］.地震工程學報，43（5）：1037-1044.

Song C K.2021.Geomagnetic anomalies prior to the Jiuzhaigou MS7.0 earthquake in 2017［J］.China Earthquake Engineering Journal，43（5）：1037-1044.（in Chinese）

蘇樹朋，李博，張海洋，等.2020.晉冀蒙與京津冀地區高空間分辨率巖石圈磁場地震地質特征初步研究［J］.震災防御技術，15（2）：463-471.

Su S P，L B，Zhang H Y，et al.2020.Preliminary study on the seismogeological characteristics of the high spatial resolution lithospheric magnetic field in Jin Ji Meng and Jing Jin Ji regions［J］.Technology for Earthquake Disaster Prevention，15（2）：463-471.（in Chinese）

蘇樹朋，趙慧琴，李博，等.2017.大華北地區巖石圈磁場空間分布與地震地質特征［J］.地震研究，40（3）：345-351.

Su S P，Zhao H Q，Li B，et al.2017.Spatial distribution and seismic geological characteristics of the lithospheric magnetic field in the North China Region［J］.Journal of Seismological Research，40（3）：345-351.（in Chinese）

談昕，張毅，王雷，等.2015.GSM-19T質子磁力儀性能測試［J］.地震地磁觀測與研究，36（5）：40-45.

Tan X，Zhang Y，Wang L，et al.2015.Main performance test and analysis of GSM-19T proton magnetometer［J］.Seismological and Geomagnetic Observation and Research，36（5）：40-45.（in Chinese）

唐方頭.2003.華北地塊近期構造變形和強震活動特征研究［D］.北京：中國地震局地質研究所.

Tang F T.2003.A study on the characteristics of recent tectonic deformation and earthquake activity in North China［D］.Beijing：Institute of Geology，China Earthquake Administration.（in Chinese）

王朝景，劉德強，蘇樹朋，等.2021.2018年永清MW4.3地震前后巖石圈磁場變化特征［J］.地震地磁觀測與研究，42（3）：129-136.

Wang Z J，Liu D Q，Su S P，et al.2021.Analysis of lithospheric geomagnetic field variation characteristics before and after the Yongqing MW4.3 earthquake in 2018［J］.Seismological and Geomagnetic Observation and Research，42（3）：129-136.（in Chinese）

王想，周依，陳婷，等.2021.2020年7月12日唐山5.1級地震分析［J］.地震工程學報，43（6）：1280-1287.

Wang X，Zhou Y，Chen T，et al.2021.Analysis of the Tangshan M5.1 earthquake on July 12，2020［J］.China Earthquake Engineering Journal，43（6）：1280-1287.（in Chinese）

王曉山.2017.華北平原塊體地殼應力場與強震震源斷層參數的研究［D］.北京：中國地震局地球物理研究所.

Wang X S.2017.Study on the crustal stress field and the focal fault parameter of large earthquake of North China Plain block［D］.Beijing：Institute of Geophysics，China Earthquake Administration.（in Chinese）

吳晶，王輝，曹建玲，等.2011.地殼介質非均勻性對華北地區強震活動的影響［J］.地球物理學報，54（8）：2023-2033.

Wu J，Wang H，Cao J L，et al.2011.Influence of crustal in homogeneity on seismi city in North China［J］.Chinese Journal of Geophysics，54（8）：2023-2033.（in Chinese）

楊樹新，姚瑞，崔效鋒，等.2012.中國大陸與各活動地塊、南北地震帶實測應力特征分析［J］.地球物理學報，55（12）：4207-4217.

Yang S X，Yao R，Cui X F，et al.2012.Analysis of the characteristics of measured stress in Chinese mainland and its active blocks and North-South seismic belt［J］.Chinese Journal of Geophysics，55（12）：4207-4217.（in Chinese）

楊學慧，王赟輝，姚休義.2020.云南地區巖石圈磁場特征及震磁特性［J］.地震研究，43（4）：745-750.

Yang X H，Wang Y H，Yao X Y.2020.Characteristics of lithospheric magnetic field and seismomagnetic characteristics in Yunnan area［J］.Journal of Seismological Research，43（4）：745-750.（in Chinese）

余志偉.1987.一種新的地質曲面插值計算法——曲面樣條函數方法［J］.中國礦業學院學報，16（4）：69-76.

Yu Z W.1987.A new method for interpolating geological surface［J］.Journal of China University of Mining amp; Technology，16（4）：69-76.（in Chinese）

張海洋，蘇樹朋，趙慧琴.2022.2022年青海門源6.9級地震前巖石圈磁場異常變化分析［J］.地震工程學報，44（3）：735-743.

Zhang H Y，Su S P，Zhao H Q，et al.2022.Variation of lithospheric magnetic field anomalies before the Menyuan，Qinghai MS6.9 earthquake in 2022［J］.China Earthquake Engineering Journal，44（3）：735-743.（in Chinese）

張培震，鄧起東，張國民，等.2003.中國大陸的強震活動與活動地塊［J］.中國科學：地球科學，33（S1）：12-20.

Zhang P Z，Deng Q D，Zhang G M，et al.2003.Active tectonic blocks and strong earthquakes in the continent of China［J］.Scientia Sinica Terrae，33（S1）：12-20.（in Chinese）

張瑜，陳雙貴，馬輝源，等.2023.2019—2021 年門源 MS6.9 地震巖石圈磁場異常回溯分析［J］.華南地震，43（1）：46-54.

Zhang Y，Chen S G，Ma H Y，et al.2023.Retrospective analysis of lithospheric magnetic field anomalies of Menyuan MS6.9 earthquake from 2019 to 2021［J］.South China Journal of Seismology，43（1）：46-54.（in Chinese）

周依，王想，孫麗娜.2022.2020-07-12河北唐山MS5.1地震震源參數及發震構造分析［J］.大地測量與地球動力學，42（2）：172-175.

Zhou Y，Wang X，Sun L N，et al.Source parameters and seismogenic structure analysis of the July 12，2020 Tangshan MS5.1 Earthquake［J］.Journal of Geodesy and Geodynamics，42（2）：172-175.（in Chinese）

朱琳，李騰飛，石富強，等.2021.1976年唐山強震群震后庫侖應力演化及其與2020年古冶5.1級地震的關系［J］.地震研究，44（1）：1-8.

Zhu L，Li T F，Shi F Q，et al.2021.The Coulomb stressevolution after the 1976 Tangshan strong earthquake swarm and its relationship with the 2020 Guye M5.1 earthquake［J］.Journal of Seismological Research，44（1）：1-8.（inChinese）

朱守彪，張培震，石耀霖.2010.華北盆地強震孕育的動力學機制研究［J］.地球物理學報，53（6）：1409-1417.

Zhu S B，Zhang P Z，Shi Y L.2010.A study on the mechanisms of strong earthquake occurrence in the North China Basin ［J］.Chinese Journal of Geophysics，53（6）：1409-1417.（in Chinese）

Achache J，Abtout A，Le Mouёl J-L.1987.The downward continuation of magsat crustal anomaly field over southeast asia［J］.Journal of Geophysical Research：Solid Earth，92（B11）：11584-11596.

Kang G，Gao G，Bai C，et al.2012.Characteristics of the crustal magnetic anomaly and regional tectonics in the Qinghai-Tibet Plateau and the adjacent areas［J］.Scientia Sinica Terrae，55（6）：1028-1036.

Nagata T.1970.Basic magnetic properties of rocks under the effects of mechanical stresses［J］.Tectonophysics，9（2）：167-195.

Ohnaka M，Kinoshita H.1968.Effects of uniaxial compression on remanent magnetization［J］.Journal of Geomagnetism and Geoelectricity，20（2）：93-99.

Thébault E，Purucker M，Whaler K A，et al.2010.The magnetic field of the earths lithosphere［J］.Space Science Reviews，155（1-4）：95-127.

Wang Z D，Chen B，Yuan J H.2020.Taylor polynomial model of the geomagnetic field in an underground gas storage area ［J］.Geomagnetism and Aeronomy，60（3）：373-380.

Analysis of the Seismomagnetic Anomaly of the Tangshan MS5.1

Earthquake Based on the Accumulative" Variation of the

Lithospheric Magnetic Field

WANG Zhaojing，LI Bo，SU Shupeng

（1.Hebei Hongshan National Observatory on Thick Sediments and Seismic Hazards，Xingtai 054000，Hebei，China；

2.Mobile Survey Team of Hebei Earthquake Agency，Baoding 071000，Hebei，China）

Abstract

Based on 6 periods of mobile geomagnetic vector measurement from 2016 to 2021 in Hebei and its surrounding areas，this paper builds a model to illustrate the variation of the lithospheric magnetic field 4 years，3 years，2 years and 1 year before the July 12，2020 Tangshan MS5.1 earthquake，and 1 year after the earthquake.The temporal and spatial evolution of the total strength，the magnetic declination，the magnetic inclination and the horizontal vector of the lithospheric magnetic field in the study area are compared and analyzed.The results show that：①The 4-year and 3-year cumulative variation of the 4 elements of the lithospheric magnetic field before the Tangshan MS5.1 earthquake showed a significant trend in total in the region，which had a certain correlation with the geotectonic settings.Two-year and 1-year variation of the 4 elements of the lithospheric magnetic field before the Tangshan MS5.1 earthquake showed significant characteristics in some parts of the study area.Four years，3 years，2 years，and 1 year before the Tangshan MS5.1 earthquake，the variation of the total strength，the magnetic declination，and the magnetic inclination near the epicenter of the earthquake is insignificant，and most of the values distributed along the zero-value line.The horizontal vector showed continuous and weak variation.After the Tangshan MS5.1 earthquake，the magnetic declination near the epicenter varied obviously，and so did the horizontal vector.②The temporal and spatial evolution of the lithospheric magnetic field variation before the earthquake showed that when approaching the original time of the Tangshan MS5.1 earthquake，the trend of the spatial distribution of the local positive and negative variation would replace the overall variation trend in the region.

Keywords：mobile geomagnetics；seismomagnetic anomaly；accumulative variation；the lithosphere magnetic field