中國大陸強震前地球物理場觀測異常特征分析

摘要：為尋求強震震前異常特征及規律，梳理1966—2017年中國大陸西部MS≥7.0地震和東部MS≥6.0地震的震前異常數量和特征，發現這33次強震前共有975項地球物理場觀測異常。其中，地下流體異常435項、電磁異常153項、形變異常282項、其他異常105項。地下流體異常以水氡、水位和水溫為主，電磁異常以地電阻率和地磁為主，形變異常以傾斜、水準和體應變為主。分析結果表明：① 震前各項異常呈現明顯的階段性，中長期階段以趨勢類異常為主，短臨期階段以突變類異常為主。② 不同地區內的地震震前異常數量和特征存在差異，在短臨階段，南北地震帶中北段以流體和形變為主；南北地震帶南段以地下流體水化為主；青藏地塊內部以流體和電磁為主，數量呈“持續增長”；華北地塊北緣以流體和電磁為主，數量呈“先增后減”；華南地塊周緣以地球物理場異常的準同步特征為主。③ 結合典型異常的機理，對長中短臨各個階段的演化模式進行了綜合討論。以水位、地電阻率和變形速度為例，認為其各個階段的演化特征符合亞失穩模型中應力條件發生改變的過程。

關鍵詞：大陸強震；地球物理場；時空特征；演化模式

中圖分類號：P315.72 文獻標識碼：A 文章編號：1000-0666（2025）02-0300-12

doi：10.20015/j.cnki.ISSN1000-0666.2025.0032

0 引言

中國歷史地震資料中所記載的地震前后的異常現象有1 160條之多（劉耀煒，2006）。國際地震學與地球內部物理學聯合會在1997年對37項震前異常（前震、水氡和水溫等）進行了系統評價（Wyss，1997），其在不同階段所呈現出來的差異性特征備受關注。近60年來，我國地球物理場觀測已積累了海量數據和資料，包含但不限于地下流體、定點形變、地電地磁、跨斷層形變和流動重力等測項。《中國震例》記錄了1966年以來中國大陸及近海發生的顯著地震的地質背景、地震參數及各項震前異常（張肇誠，1988，1990a，b，1999，2000；陳棋福，2002a，b，2003，2008；蔣海昆，2014，2018a，b）。特別針對每次地震前出現的測震學異常和地球物理場觀測異常，進行了系統的梳理和總結，對后續地震預測預報工作提供了豐富的參考資料。前人基于《中國震例》對各類震前異常進行了分析統計（解滔，盧軍，2023；呼楠等，2024），總結了很多先進經驗。在此基礎上，本文擬基于1966—2017年已出版的《中國震例》和尚未出版但已形成正式報告的震例，以及部分已發表的文獻（晏銳等，2018；薛艷等，2022），系統梳理1966—2017年中國大陸33次強震前的地球物理場觀測異常時空演化特征；分區域進行針對性分析，并對可能形成此類異常的機理進行討論。

[BT（1+1*4]1 中國大陸強震前地球物理場觀測異常特征統計

對《中國震例》中記載的1966—2017年中國大陸西部MS≥7.0（107°E以西）和東部MS≥6.0（107°E以東）共計33次強震（表1、圖1）進行梳理，其中MS6.0～6.9地震12次，MS7.0～7.9地震19次，MS8.0～8.9地震2次。所涉及的地球物理場觀測異常以地下流體（435項）、電磁（153項）和形變（282項）為主，還存在少量重力、海平面和宏觀等其他異常（合計105項）。其中：①地下流體以水氡、水位、水溫為主。1966—1990年地震以宏觀異常為主，2000—2010年增加了較多化學離子測項，2010年以后添加了新測項，如斷層氣，不過震例較少。②電磁以地電阻率和地磁為主，且集中在中期、短期和短臨時期出現。③形變以傾斜、水準和體應變為主。④其他主要為宏觀異常。

1.1 中國大陸西部MS≥7.0地震

大陸西部共發生了18次MS≥7.0地震，震前異常數量分別為：地下流體302項、電磁77項、形變178項以及其他47項。按照震級從小到大排列，每次強震前發生的異常數量如圖2a所示。從圖中可以看出，地下流體異常數量較為突出。此外，由于青藏塊體及新疆地區地域遼闊，人煙稀少，觀測臺項較少，所以發生在這些區域的地震震前異常項數總體較少。

1.2 中國大陸東部MS≥6.0地震

大陸東部共發生了15次MS≥6.0地震，震前異常數量分別為：地下流體133項、電磁76項、形變104項以及其他56項。按照震級從小到大排列，每次強震前發生的異常數量如圖2b所示。從圖中可以看出，地下流體和形變異常數量較為突出。對于內蒙古地區及近海域等觀測臺項較少地區，震前異常項數較少。

2 重點地球物理場觀測異常分區特征分析

為了進一步分析各項異常的特征和機理，本文將重點討論地下流體、電磁和形變3大學科的異常。并根據地質構造的不同，將這33次強震分別劃分到5個區域：南北地震帶中北段、南北地震帶南段、青藏地塊內部及其西北緣、華北地塊北緣以及華南地塊周緣。

2.1 中國大陸西部地區

2.1.1 南北地震帶中北段——青藏地塊東緣

南北地震帶是一條強震群集的地震帶，北段曾發生了5次MS≥7.0地震，這5次強震前發生的異常時空分布如圖3a所示。圖中黑色虛線圓形表示距離震中100～300 km。

從時間序列上看：① 震前6個月以上主要為趨勢性變化，表現為趨勢變化、破年變、超閾值等；② 震前6個月內主要為突變變化，表現為超閾值、突跳、突變等；③ 短臨階段流體和形變異常比較突出。

從空間分布上看：①汶川MS8.0地震前異常的分布與震源斷裂走向存在一致性。②汶川地震前震源區異常較少，異常大多分布在震源區外圍，且存在從外圍向內遷移的特征。這一現象在九寨溝MS7.1地震也存在，1年以上的異常主要集中在震源區外圍，以跨斷層形變異常為主；1年以內的異常逐漸向震中方向遷移。

2.1.2 南北地震帶南段——青藏地塊東南緣

南北地震帶南段曾發生了6次MS≥7.0地震。其中，通海MS7.8地震前存在1項趨勢異常；大關MS7.1地震前存在5項趨勢性異常和1項突變類異常；其余4個強震前發生的異常時空分布如圖3b所示。

從時間序列上看：①震前3個月以上異常特征主要為趨勢性變化，表現為破年變、加速變化、大幅波動等。②震前3個月以內異常特征主要為快速變化，表現為高值、加速變化、突升突降等。③ 震前3個月內的流體水化異常較為突出。

從空間分布上看：① 震前1年以上的異常主要集中在震源區外圍，而1年以內的異常逐漸向震中方向遷移，以流體異常為主；② 震中附近（100 km范圍內）以短臨流體異常為主，在龍陵MS7.3、7.4，瀾滄—耿馬MS7.2、7.6和孟連西MS7.3地震前該異常尤為明顯。

2.1.3 青藏地塊內部及其西北緣

青藏塊體及新疆地區曾發生了7次MS≥7.0地震。由于該區域地廣人稀，地球物理場觀測項較少，所以多數地震前存在的異常數量較少。其中，和田MS7.1地震前存在1項趨勢類異常和2項突變類異常；于田MS7.3地震前存在3項趨勢類異常；青海玉樹MS7.1地震前存在3項趨勢類異常和3項突變類異常；于田MS7.3地震前存在1項趨勢類異常和1項突變類異常。此外，烏恰MS7.4地震、共和MS7.0地震和昆侖山口西MS8.1地震前的異常時空分布如圖4所示。

從時間序列上看：①共和MS7.0地震的震前3年異常共3項，1～3年期間異常共9項，6個月至1年期間異常共7項。昆侖山口西MS8.1地震的震前3年異常共11項，1～3年期間異常共9項，6個月至1年期間異常共24項；②共和MS7.0地震的震前6個月內異常共計14項。昆侖山口西MS8.1地震的震前6個月內異常共計36項，并且這些異常以流體和電磁異常為主。

從空間分布上看：共和MS7.0地震和昆侖山口西MS8.1地震前的異常分布較為分散。由于地球物理場觀測異常數量較少，這里結合測震學異常進行綜合分析。

2.2 中國大陸東部地區

2.2.1 華北地塊北緣

華北地區曾發生了11次MS≥6.0地震。其中，邢臺MS7.2地震前存在2項趨勢類異常和2項突變類異常；河間MS6.3地震前僅存在宏觀異常；和林格爾MS6.2地震前存在12項趨勢性下降異常、5項突變類異常和1項大幅變化異常；巴音木仁MS6.2地震前存在3項趨勢類異常和1項突跳類異常；寧河MS6.3地震前存在6項突跳類異常（震前3個月內）；五原MS6.0地震前存在2項突變類異常（震前1個月內）；大同—陽高MS6.1地震前存在68項趨勢類異常和10項突跳類異常（震前1個月內）；包頭MS6.4地震前存在5項趨勢類異常和2項突跳類異常（震前1個月內）。此外，唐山MS7.8地震、張北MS6.2地震和海城MS7.3地震前的異常時空分布如圖5a所示。

從時間序列上看，唐山MS7.8地震記錄了一次大地震前后比較完整的多種自然現象變化的過程。長期階段（1966—1971年），主要表現為震中區附近地殼緩慢升降及較小地震的頻度減少和較大的地震開始活動。中期階段（1972—1975年），重力值趨勢性上升，地下水位趨勢性下降，地下水氡含量上升，視電阻率下降，唐山外圍地區斷層活動加強，震源區附近地區地磁場出現異常等。短期階段（1976年1—7月），多種測項的中期趨勢性異常出現轉折性加速變化，出現新的趨勢異常點或項目，在個別點上有零星的突發性異常現象。臨震階段，1976年7月，水氡、視電阻率、地下水位、油井動態、地應力（電感法）等出現突發性異常，震前1周微宏觀異常逐步增多，震前1～2 d，動物、地下水等宏觀異常大量涌現。

從空間分布上看，唐山MS7.8地震異常主要集中于距離震中200 km范圍內，除了與地球物理場觀測臺網布局有關外，還與構造帶分布有關。震中附近（100 km范圍內）1年以內的異常以流體和地磁異常為主。

2.2.2 華南地塊周緣

華南地塊周緣的沿海地區曾發生了4次MS≥6.0地震，其震前的異常時空分布如圖5b所示。

從時間序列上看，這4次地震中，溧陽MS6.0和南黃海MS6.2地震前的異常演化模式十分相似。在震前1年以上的趨勢類異常中，多數表現為趨勢升降變化、年變幅變化、大幅變化準同步超閾值等特征。而在1年以內的突變類異常中，多數表現為脈沖、突跳、階變、突升突降等，并且存在多個測項的準同步變化，特別是6個月以內的準同步變化尤為明顯。

從空間分布上看，溧陽MS6.0和南黃海MS6.2地震前的中長期異常主要分布在距離震中100～200 km以外，而短臨異常主要分布在距離震中100 km以內。以上結果較好地反映了異常從外圍向震中收縮的特征。

2.3 中國大陸MS≥6.0地震前異常特征綜合分析

綜合中國大陸各個分區MS≥6.0地震的震前異常特征，總結了震前異常時空分布及其與目標地震的對應關系，如圖6所示。

2.3.1 時間序列特征分析

（1）震前6個月以上以趨勢類異常為主，特征類型主要表現為：趨勢升降變化、破年變、超閾值、偏離均方差、日變幅增大和月速率增大、加速變化、大幅波動、趨勢轉折、年變幅變化、大幅變化準同步超閾值等。

（2）震前6個月內的短臨階段以突變類異常為主，特征類型主要表現為：超閾值、突跳、突變、畸變、高值、前驅波、脈沖、同步變化、大幅變化、階變、加速變化、突升突降、轉折性加速變化等。

（3）不同構造分區內地震的震前異常時間演化特征顯示：① 南北地震帶中北段地震的震前短臨階段流體和形變異常比較突出。② 南北地震帶南段地震震前3個月內地下流體水化異常較為突出。③ 青藏地塊內部地震震前6個月內以流體和電磁異常為主。共和地震以及昆侖山口西地震的震前異常數量主要表現為“持續增長”型。④ 華北地塊北緣地震的震前短臨異常以流體和電磁異常為主，其數量主要表現為“先增后減”型。⑤ 華南地塊周緣的沿海地區地震的震前短臨異常存在準同步性和同步性特征。

2.3.2 空間演化特征分析

（1）震前地下流體異常多集中于距離震中300 km范圍內，汶川地震和九寨溝地震前異常主要表現為“向震中收縮”型，并且汶川地震前的異常受“構造控制”。瀾滄地震、孟連西地震和唐山地震的震前地下流體異常“相對集中”。

（2）距離震中較近（100 km）范圍內，存在較多地下流體異常，以云南地區和華南地塊周緣沿海地區內的地震表現最為突出。

（3）不同構造分區內地震的震前異常空間演化特征顯示：①南北地震帶中北段震源區附近的異常存在由外圍向內收縮特征；異常的空間分布與發震斷裂走向有一致性。②南北地震帶南段的異常集中出現在川滇菱形塊體的邊緣；汶川地震前，震源區附近的異常較少，其外圍異常較多，且存在由外圍向內遷移特征；震中附近流體異常較多。③ 青藏地塊內部及西北緣，部分臺站有在趨勢背景異常下出現短期異常的現象；昆侖山口西地震前，在外圍的四川以及青藏塊體邊緣出現較多短期異常。④ 華北地塊北緣的震前異常集中分布在震源區周圍；海城地震前的異常具有準同步、成叢特征。⑤ 華南地區的溧陽和南黃海地震的異常演化模式十分相似，流體的短期異常的空間分布比較集中；臨震前，集中出現多項突變類異常，以突跳、階變、脈沖為主，并具有較好的準同步性。

3 長中短臨階段地球物理場觀測異常機理及其演化模式

結合前文闡述的各項異常特征，選取異常機理相對明確的測項（水位、地電阻率和應變）作為對比分析的對象，對地震孕育的長中短臨階段演化特征進行綜合分析（圖7）。

3.1 中長期階段

在中長期階段，以水位、地電阻率、應變為例，主要呈現為勻速的趨勢性變化特征，只是相較于正常狀態出現了異常特征。變化形態和特征較為簡單，所反映的應力狀態變化也相對單一。雖然存在各項異常變化，應力也處于逐漸積累的階段，但是仍屬于穩態（馬瑾等，2012；李世念等，2021）。從異常數量上看，屬于逐漸增多的過程，即處于“持續增長”型或“先增后減”型異常演化的前期階段（孫小龍等，2016）。不同區域內異常出現頻率高的測項各不相同，顯示出區域性差異，這一現象與鄭兆苾等（2006）的研究結果對應較好。其根本原因在于不同區域的地質構造環境各不相同，也屬于“構造控制”型地震的基本特征。

3.2 中短期階段

在中短期階段，水位和應變開始出現加速變化，地電阻率開始出現異常變化。中期階段屬于亞穩態的偏離線性階段。在區域應力場的作用下，地下介質的孔隙度、滲透系數、飽和度、溫度和裂隙結構等條件發生改變，在相對擠壓的環境下，孔隙度下降，孔隙水滲入井孔含水層導致井水位上升，形變速度大幅加速。短期階段屬于亞穩態的強偏離線性階段（李世念等，2021）。震中附近的圍巖孔隙度增大，井孔含水層中的地下水向孔隙中滲透導致井水位發生下降變化，形變速度逐漸達到峰值，地電阻率也出現下降異常變化（解滔，盧軍，2023）。從異常數量上看，屬于快速上升的過程，即處于“持續增長”型或“新增后減”型異常演化的中期階段。在年尺度范圍內，尤其應該關注地下流體和電磁類異常的數量和形態變化（蔣海昆等，2009）。

3.3 臨震階段

在臨震階段，水位呈現大幅階變、突變性變化特征，且以上升型變化為主。結合裂隙串通模式（Mjachkin et al，1975）和亞失穩模型（馬瑾等，2012；李世念等，2021）可知，在構造應力的持續作用下，微裂隙劇烈增加，小裂隙發育成較大的裂隙，由于介質的不均勻性，大裂隙加速增大，發生不穩定變形，從而形成窄帶區，在剪切應力作用下，窄帶區大裂隙發育成若干小斷裂，這些小斷裂之間不斷聯通，形成主斷裂，為流體上涌提供逸出通道，最終導致水位上升（晏銳等，2008；王俊等，2020；Yu et al，2023）。電阻率大多呈現下降型突變變化特征。這與區域構造應力存在直接關聯，即震源區及附近區域的高應力-應變水平能引起淺層介質的微裂隙活動，導致其裂隙結構、飽和度和溫度等條件發生改變（張建國，2017；解滔，盧軍，2023）。隨著應力的不斷積累，構造環境從亞穩態進入亞失穩態，特別是從準靜態變成準動態階段（李世念等，2021），變形速度發生較大波動（楊秋野等，2020），出現突變類異常，這也預示著即將進入失穩態，屬于臨震階段異常變化特征。從異常數量上看，屬于加速上升或逐漸減少的過程，即處于“持續增長”型或“新增后減”型異常演化的晚期階段。在這一階段應重點關注各類異常是否出現準同步異常和突變類異常。這是因為在臨震失穩前，震源體周圍的滑動速率大幅度增加，未破裂的震源區已收縮到了一個較小的范圍，而失穩時的最大斷層活動就發生在最后破裂的震源體中心附近，所以震中區的臨震異常出現的最晚，而且異常的突發性和強烈程度也比早期更為突出（晏銳等，2004）。地下流體、形變和電磁異常通常會出現同步或準同步的變化，這些變化對地震孕育也起到促進作用，加速地震的發生。

4 結論

中國大陸發生的33次強震分布范圍較廣，所涉及的地球物理場觀測異常測項種類繁多，形態變化復雜，本文通過尋求其共性特征，得出以下幾點結論：

（1）震前地球物理場觀測異常特征呈現明顯的階段性：中長期階段以趨勢類異常為主，如趨勢升降、破年變和趨勢轉折等；短臨期階段以突變類異常為主，如突跳、突升突降和脈沖等。

（2）各分區的震前地球物理場觀測異常項目數量和主要特征存在差別：青藏地塊內部地震的震前異常數量多為“持續增長”型，其他區域內地震的震前異常數量以“先增后減”居多；南北地震帶南段的地震震中100 km范圍內地下流體異常較為突出等。這與不同分區的震例數量、臺網密度不同有關，更與構造環境的不同密切相關。

（3）臨震異常以水位、水氡、地磁和應力應變的突變類異常為主，尤其是在南北地震帶南段和華南地塊周緣出現多項地球物理異常準同步的特征。

（4）長中短臨各個階段的異常演化特征與亞失穩模型中應力條件發生改變的過程能夠相互呼應，合理利用各區域內地震的震前異常特征時空演化特征，可為今后震情趨勢判定工作提供有力的參考依據。

參考文獻：

陳棋福.2002a.中國震例（1992—1994）［M］.北京：地震出版社.Chen Q F.2002a.Earthquake cases in China（1992-1994）［M］.Beijing：Seismological Press.（in Chinese）

陳棋福.2002b.中國震例（1995—1996）［M］.北京：地震出版社.Chen Q F.2002b.Earthquake cases in China（1995-1996）［M］.Beijing：Seismological Press.（in Chinese）

陳棋福.2003.中國震例（1997—1999）［M］.北京：地震出版社.Chen Q F.2003.Earthquake cases in China（1997-1999）［M］.Beijing：Seismological Press.（in Chinese）

陳棋福.2008.中國震例（2000—2002）［M］.北京：地震出版社.Chen Q F.2008.Earthquake cases in China（2000-2002）［M］.Beijing：Seismological Press.（in Chinese）

呼楠，石富強，季靈運，等.2024.中國大陸強震發生前地震活動增強統計特征分析［J］.地震學報，46（2）：226-241.Hu N，Shi F Q，Ji L Y，et al.2024.Statistical charateristics of enhanced seismicity before strong earthquakes based on earthquakes cases in Chinese mainland［J］.Acta Seismologica Sinica，46（2）：226-241.（in Chinses）

蔣海昆，苗青壯，吳瓊，等.2009.基于震例的前兆統計特征分析［J］.地震學報，31（3）：245-259.Jiang H K，Miao Q Z，Wu Q，et al.2009.Analysis on statistical features of precursor based on earthquake cases in China mainland［J］.Acta Seismologica Sinica，31（3）：245-259.（in Chinses）

蔣海昆.2014.中國震例（2003—2006）［M］.北京：地震出版社.Jiang H K.2014.Earthquake cases in China（2003-2006）［M］.Beijing：Seismological Press.（in Chinese）

蔣海昆.2018a.中國震例（2007—2010）［M］.北京：地震出版社.Jiang H K.2018a.Earthquake cases in China（2007-2010）［M］.Beijing：Seismological Press.（in Chinese）

蔣海昆.2018b.中國震例（2011—2012）［M］.北京：地震出版社.Jiang H K.2018b.Earthquake cases in China（2011-2012）［M］.Beijing：Seismological Press.（in Chinese）

李世念，馬瑾，汲云濤，等.2021.亞失穩準動態及同震過程變形場時空演化特征—實驗與分析［J］.地震地質，43（1）：1-19.Li S N，Ma J，Ji Y T，et al.2021.The spatio-temporal evolution of the fault deformation during the meta-instability quasi-dynamic phase and the coseismic stage：A view from laboratory［J］.Seismology and Geology，43（1）：1-19.（in Chinese）

劉耀煒，2006.我國地震地下流體科學40年探索歷程回顧［J］.中國地震，22（3）：222-235.Liu Y W.2006.Review of the research progress on the seismological science of underground fluid in China during last 40 years［J］.Earthquake Research in China，22（3）：222-235.（in Chinese）

馬瑾，Sherman S I，郭彥雙.2012.地震前亞失穩應力狀態的識別——以5°拐折斷層變形溫度場演化的實驗為例［J］.中國科學：地球科學，42（5）：633-645.Ma J，Sherman S I，Guo Y S.2012.Identification of meta-instable stress state based on experimental study of evolution of the temperature field during stick-slip instability on a 5° bending fault［J］.Scientia Sinica Terrae，42（5）：633-645.（in Chinese）

孫小龍，王俊，向陽，等.2016.基于《中國震例》的地下流體異常特征統計分析［J］.地震，36（4）：120-130.Sun X L，Wang J，Xiang Y，et al.2016.Statistical characteristics of subsurface fluid precursors based on Earthquake cases in China［J］.Earthquake，36（4）：120-130.（in Chinese）

王俊，黃顯良，劉朝君，等.2020.2014年安徽霍山MS4.3地震前地下流體典型異常特征分析［J］.中國地震，36（1）：67-79.Wang J，Huang X L，Liu Z J，et al.2020.Analysis of typical anomalies observed from underground fluid before 2014 Huoshan MS4.3 earthquake［J］.Earthquakes Research in China，36（1）：67-79.（in Chinese）

解滔，盧軍.2023.中國中強地震前地電阻率中短期異常及其可能原因［J］.中國地震，39（1）：45-63.Xie T，Lu J.2023.Middle-short term abnormal characteristics of apparent resistivity before strong earthquakes in China and its possible mechanism［J］.Earthquake Research in China，39（1）：45-63.（in Chinese）

薛艷，張小濤，晏銳，等.2022.2022年四川瀘定MS6.8地震前地震活動與地球物理場異常回顧與討論［J］.中國地震，38（4）：601-612. Xue Y，Zhang X T，Yan R，et al.2022.Review and discussion on seismic activity and geophysical observation anomalies before the 2022 Luding MS6.8 earthquake in Sichuan，China［J］.Earthquakes Research in China，38（4）：601-612.（in Chinese）

晏銳，黃輔瓊，顧瑾平.2004.中國大陸7級強震前地下流體前兆時空特征［J］.地震，24（1）：126-131.Yan R，Huang F Q，Gu J P.2004.Spatial-temporal characteristics of precursory anomaly of underground fluid before MS7.0 strong earthquakes in China＇s continent［J］.Earthquake，24（1）：126-131.（in Chinese）

晏銳，田雷，王廣才，等.2018.2008年汶川8.0級地震前地下流體異常回顧與統計特征分析［J］.地球物理學報，61（5）：1907-1921. Yan R，Tian L，Wang G C，et al.2008.Review and statistically characteristic analysis of underground fluid anomalies prior to the 2008 Wenchuan MS8.0 earthquake［J］.Chinese Journal of Geophysics，61（5）：1907-1921.（in Chinese）

楊秋野，張艷，符力耘，等.2020.應力變化與流體（水位，水溫，水化學，土壤氣等）變化的耦合機理及其在川滇地區地震前兆研究中的應用［J］.地球物理學進展，35（6）：2124-2133.Yang Q Y，Zhang Y，Fu L Y，et al.2006.Coupling mechanism of stress variation and groundwater（water level，water temperature，hydrochemistry，soil gas，etc.）and its application in earthquake precursors research in Sichuan and Yunnan regions［J］.Progress in Geophysics，35（6）：2124-2133.（in Chinese）

張建國.2017.強震前電磁輻射異常演化特征及其機理探索研究［D］.合肥：中國科學技術大學.Zhang J G.2017.Research on anomaly characteristics of electromagnetic radiation signal and mechanism before strong earthquakes［D］.Heifei：University of Science and Technology of China.

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（增刊1）：12- 20.Zhang P Z，Deng Q D，Zhang G M，et al.2003.Strong earthquake activity and active blocks in Chinese Mainland［J］.Scientia Sinica Terrae，33（S1）：12-20.（in Chinese）

張肇誠.1988.中國震例（1966—1975）［M］.北京：地震出版社.Zhang Z C.1988.Earthquake cases in China（1966-1975）［M］.Beijing：Seismological Press.（in Chinese）

張肇誠.1990a.中國震例（1976—1980）［M］.北京：地震出版社.Zhang Z C.1990a.Earthquake cases in China（1976-1980）［M］.Beijing：Seismological Press.（in Chinese）

張肇誠.1990b.中國震例（1981—1985）［M］.北京：地震出版社.Zhang Z C.1990b.Earthquake cases in China（1981-1985）［M］.Beijing：Seismological Press.（in Chinese）

張肇誠.1999.中國震例（1986—1988）［M］.北京：地震出版社.Zhang Z C.1989.Earthquake cases in China（1986-1988）［M］.Beijing：Seismological Press.（in Chinese）

張肇誠.2000.中國震例（1989—1991）［M］.北京：地震出版社.Zhang Z C.2000.Earthquake cases in China（1989-1991）［M］.Beijing：Seismological Press.（in Chinese）

鄭兆苾，張國民，何康，等.2006.中國大陸地震震例異常統計與分析［J］.地震，26（2）：29-37.Zheng Z B，Zhang G M，He K，et al.2006.Statistics and analyses of the anomalies of earthquake cases in China＇s Mainland［J］.Earthquake，26（2）：29-37.（in Chinese）

Mjachkin V I，Brace W F，Sobolev G A，et al.1975.Two models for earthquake forerunners［J］.Pure amp; Applied Geophysics，113（1）：169-181.

Wyss M.1997.Second round of evaluations of proposed earthquake precursors［J］.Pure amp; Applied Geophysics，149（1）：3-16.

Yu H Z，Liu L，Ma Y C，et al.2023.Observed hydrological changes associated with active tectonic blocks before three consecutive earthquakes in Qinghai，China［J］.Scientific Reports，13：8988.

Characterization of the Observed Geophysical Anomalies Prior to Strong Earthquakes in Chinese Mainland

LIU Jie JI Lingyun3，SHI Fuqiang HU Nan QI Yuping4，WANG Guangming5，ZHANG Lifeng6，GUO Lei7，JIANG Jiajia8

（1.Shaanxi Earthquake Agency，Xi＇an 710068，Shaanxi，China）

（2.Shaanxi Xi＇an Deep Earth Structure Observation and Research Station of China EarthquakeAdministration，Xi＇an 710068，Shaanxi，China）

（3.The Second Monitoring and Application Center，China Earthquake Administration，Xi＇an 710054，Shaanxi，China）

（4.Sichuan Earthquake Agency，Chengdu 610041，Sichuan，China）

（5.Yunnan Earthquake Agency，Kunming 650224，Yunnan，China）

（6.Qinghai Earthquake Agency，Xining 810001，Qinghai，China）

（7.Hebei Earthquake Agency，Shijiazhuang 050021，Hebei，China）

（8.Gansu Earthquake Agency，Lanzhou 050021，Gansu，China）

Abstract In order to find out the characteristics and patterns of the anomalies before strong earthquakes，we sort out 975 geophysical anomalies before 33 strong earthquakes（MS≥6.0）in Chinese Mainland from 1966 to 2017.Among these anomalies，there are 435 underground fluid anomalies，153 electromagnetic anomalies，282 deformation anomalies and 105 other anomalies.Underground fluid anomalies are mainly characterized by water radon，water level，and water temperature.Electromagnetic anomalies are mainly characterized by ground resistivity and geomagnetism.Deformation anomalies are mainly characterized by inclination，leveling，and volumetric strain.The analysis shows：①Anomalies evolved in distinct stages before the earthquakes.Trend-type anomalies were dominant in the middle and long term，and abrupt-variation anomalies were dominant in the short term.②The number and the feature of the anomalies in different regions differed.The fluid and deformation anomalies were dominant in the short-term stage in the northern and central parts of the North-South Seismic Belt.The Hydrogeological anomalies were dominant in the southern part of the North-South Belt.The fluid and electromagnetic anomalies were dominant in the inner part of the Qinghai-Tibetan Block.The number of these anomalies continuously grew.The fluid and electromagnetic anomalies were dominant in the northern edge of the North China Craton.The number of these anomalies increased first，then decreased.In the surrounding areas of the South China Craton，geophysical anomalies were mainly quasi-synchronous.In the light of the mechanism of typical anomalies，the evolutionary patterns of the anomalies in long term，medium term，short term，and impending period were discussed.For some anomalies like water level anomaly，earth resistivity anomaly，and deformation velocity anomaly，their evolutionary characteristics in each stage were consistent with the variation of the stress conditions according to the sub-instability model.

Keywords：strong earthquakes in Chinese Mainland；geophysical field；temporal and spatial characteristics；evolutionary patterns

收稿日期：2024-06-28.

基金項目：中國地震局地震科技星火計劃項目（XH23039YA）；2024年度震情跟蹤定向工作任務（2024010311）；陜西省自然科學基礎研究計劃（2024JC-YBMS-210，2022JQ-254，2023-JC-QN-0332）.

第一作者簡介：劉 潔（1989-），副研究員，主要從事地震預測預報研究工作.E-mail：muzixiulj_89@163.com.

通信作者簡介：季靈運（1982-），研究員，主要從事地殼形變與大震預測研究工作.E-mail：dinsar010@163.com.

劉潔，季靈運，石富強，等.2025.中國大陸強震前地球物理場觀測異常特征分析［J］.地震研究，48（2）：300-311，doi：10.20015/j.cnki.ISSN1000-0666.2025.0032.

Liu J，Ji L Y，Shi F Q，et al.2025.Characterization of the observed geophysical anomalies prior to strong earthquakes in Chinese Mainland［J］.Journal of Seismological Research，48（2）：300-311，doi：10.20015/j.cnki.ISSN1000-0666.2025.0032.