孫宗強(qiáng)，師婭芳，盧雙苓，賴愛京，余曉紅，朱榮歡，王斌，高華宴

(1.水富縣防震減災(zāi)局，云南 水富 657800；2.貴陽(yáng)基準(zhǔn)地震臺(tái)，貴州 貴陽(yáng) 550018；3.泰安基準(zhǔn)地震臺(tái)，山東 泰安 271000； 4.新疆阿克蘇中心地震臺(tái)，新疆 阿克蘇 843000；5.大姚縣地震局，云南 大姚 675400；6.昆明市防震減災(zāi)局，云南 昆明 650500；7.江蘇省鹽城地震臺(tái)，江蘇 鹽城 224005；8.祿豐縣地震局，云南 祿豐 651200）

0 前言

2012年9月7日11時(shí)19分在云南省昭通市彝良縣、貴州省畢節(jié)市威寧彝族回族苗族自治縣交界附近發(fā)生5.7級(jí)地震，震中經(jīng)緯度（104°E，27.5°N），震源深度14 km。緊接著于12時(shí)16分，云南彝良縣又發(fā)生5.6級(jí)地震，震中經(jīng)緯度（104°E，27.6°N），震源深度10 km。兩次連發(fā)中強(qiáng)震造成81人死亡。

1 歷史地震情況

本次地震發(fā)生在西魚河-昭通斷裂帶附近 (距最近無名斷層距離小于12 km)（圖1），有歷史記錄以來記載最早的地震是1216年3月24日四川雷波馬湖7.0級(jí)地震，距當(dāng)前地震102 km；時(shí)間最近的地震是2006年8月25日云南鹽津5.1級(jí)地震，距當(dāng)前地震59 km；距離最近的地震是1948年10月9日彝良5.8級(jí)地震，距離11.1 km；震級(jí)最大的地震是1974年5月11日云南大關(guān)7.1級(jí)地震，距當(dāng)前地震79 km。有歷史記錄以來震中附近110 km范圍內(nèi)共發(fā)生MS5.0級(jí)以上地震28次[1～3]。

圖1 9月7日彝良5.7級(jí)地震附近活動(dòng)斷裂分布圖Fig 1 The distribution map of activity fault of the earthquake in YiLiang on September 7

2 震區(qū)歷史序列情況

該區(qū)域地震活動(dòng)類型以主余型及震群型為主，但2000年以來大多數(shù)5級(jí)以上地震均為震群型活動(dòng)，例如2003～2004年在其西南部魯?shù)榘l(fā)生5.1、5.0、5.6級(jí)震群，2006年在其北部發(fā)生鹽津5.1、5.1、4.7級(jí)震群（圖2），總體上5級(jí)地震活動(dòng)持續(xù)時(shí)間約為1個(gè)月左右。

3 滇東北地震活動(dòng)異常特點(diǎn)分析

3.1 滇東北地區(qū)M≥5級(jí)以上地震特點(diǎn)分析

1900 年以來， 昭通及鄰區(qū) （26.5°-29°N， 102.5°-105.5°E）5 級(jí)以上地震有“活躍－平靜”的周期性特征，1900年以來可以分為5個(gè)活躍期（圖3），目前，處于第五個(gè)活躍期，從前四個(gè)活躍期看，最短9.2年，最長(zhǎng)16年，前四個(gè)活躍期最后以1次以6.5級(jí)以上地震為標(biāo)志，結(jié)束活躍期。

20世紀(jì)，5級(jí)以上地震頻度55次，其中6.5級(jí)以上地震頻度4次，最大強(qiáng)度是1974年5月11日永善、大關(guān)7.1級(jí)地震，能量大量釋放，并具有活躍期中地震強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)的特征，以發(fā)生5.8級(jí)以上地震作為活躍期的結(jié)束。進(jìn)入21世紀(jì)以來，從2003年11月15日魯?shù)?.1級(jí)地震進(jìn)入第5個(gè)地震活躍期至今已10年，5級(jí)以上地震頻度7次，最大強(qiáng)度是2012年9月7日彝良5.7級(jí)地震。由于20世紀(jì)地震能量得以充分釋放，以至第4個(gè)平靜期長(zhǎng)達(dá)28.7年后才進(jìn)入第5個(gè)活躍期。

圖2 魯?shù)?、鹽津、彝良地震序列M-T圖Fig 2 The seismic sequence M-T map in LuDian，YanJin，YiLiang

圖3 昭通及鄰區(qū)5級(jí)以上地震M-T圖Fig.3 The seismic M-T map of the earthquake（ML＞5）in ZhaoTong

3.2 滇東北地區(qū)4≤M＜5級(jí)地震活動(dòng)特點(diǎn)分析

為分析該區(qū)域4級(jí)地震活動(dòng)頻度預(yù)測(cè)指標(biāo)，統(tǒng)計(jì)昭通及鄰區(qū)1965年以來4.0～4.9級(jí)地震年頻度，當(dāng)該區(qū)域4級(jí)地震活動(dòng)年頻次N≥4次后（圖4），未來1～2年滇東北區(qū)域內(nèi)（N25.6°～29.8°， E101.6°～106.4°)發(fā)生 5.4級(jí)以上地震的概率為 75%， 2011年度統(tǒng)計(jì)值為 6次，到2012年8月也已達(dá)4次，達(dá)到預(yù)報(bào)閾值。2012年9月發(fā)生了彝良5.6級(jí)地震。

圖4 昭通及鄰區(qū)4級(jí)地震年頻度圖Fig 4 The year-frequency map of the earthquake （M＞4）in ZhaoTong

3.3 馬邊－鹽津地震帶4級(jí)地震的平靜

自有小震記錄的1965年以來，馬邊－鹽津地震帶的4級(jí)以上地震活動(dòng)具有“平靜－活躍”的韻律周期（圖 5 a）， 前 2次完整活躍周期（1：1970-07～1978-03；2：1987-11～1996-11）平均活動(dòng)時(shí)長(zhǎng)為8.5年左右，平均發(fā)生4級(jí)以上地震12次。2006年鹽津2次5.1級(jí)地震開啟了這一區(qū)域新一輪4級(jí)以上地震活動(dòng)周期，至2011年5年時(shí)間只發(fā)生了5次4級(jí)以上地震，地震活動(dòng)頻次明顯不足。并且，馬邊－鹽津地震帶在昭通境內(nèi)從1975年3月8日鹽津5.2級(jí)地震至2011年的36年間，僅于2006年7月22日和8月25日鹽津先后發(fā)生2次5.1級(jí)地震，這對(duì)于一個(gè)5級(jí)以上地震頻繁發(fā)生的區(qū)域來說（圖5 b），地震能量釋放明顯不足。

圖5 馬邊－鹽津地震帶1965～2012年4級(jí)以上地震和馬邊－鹽津地震帶昭通段1900～2012年5級(jí)以上地震M－T圖Fig 5 The M-T diagram of earthquakes with M＞4 in Yanjin earthquake zone from 1965 to 2012 and earthquakes with M＞5 of Zhaotong segment in the Yanjin earthquake zone from1900 to2012

3.4 滇東北地區(qū)M≥2級(jí)地震活動(dòng)異常分析

昭通地震監(jiān)測(cè)臺(tái)網(wǎng)由11個(gè)子臺(tái)，1個(gè)臺(tái)網(wǎng)中心組成的，能監(jiān)測(cè)本區(qū)域1級(jí)以上地震，每個(gè)測(cè)震臺(tái)均采用的DS-4A數(shù)字化測(cè)震儀。

云南省數(shù)字化地震臺(tái)網(wǎng)經(jīng)過“十五”的升級(jí)改造，共有45個(gè)臺(tái)站，選用24位數(shù)采和寬（甚寬）頻帶地震計(jì)（60 s以上）。臺(tái)站數(shù)量的增加和觀測(cè)設(shè)備的升級(jí)，使得云南數(shù)字測(cè)震臺(tái)網(wǎng)的監(jiān)測(cè)能力得到提升，能監(jiān)測(cè)云南大部分地區(qū)的ML1.8級(jí)、邊緣及鄰區(qū)ML2.2級(jí)地震。加上昭通市級(jí)有7個(gè)短周期數(shù)字測(cè)震臺(tái)組成的測(cè)震臺(tái)網(wǎng)，昭通及鄰區(qū)的地震監(jiān)測(cè)能力可完全記錄2級(jí)以上地震。

2011年10月至2012年9月，滇東北地區(qū)的2級(jí)以上地震活動(dòng)主要分布在北東向的蓮峰斷裂和昭通-魯?shù)閿嗔褍啥?，在巧家－魯?shù)椋殃?yáng)一帶和鹽津－綏江－四川長(zhǎng)寧－興文一帶，形成一南一北兩個(gè)小震活動(dòng)的密集區(qū)。在此期間，滇東北地區(qū)另一主構(gòu)造馬邊－鹽津斷裂帶的彝良－大關(guān)－永善段上卻只有2012年5月5日彝良縣洛澤河鎮(zhèn)發(fā)生過一次2.2級(jí)地震，表現(xiàn)出顯著的平靜異常，呈現(xiàn)為“閉鎖”狀態(tài)(圖6)。

圖6 滇東北地區(qū)2011年10月以來2級(jí)以上地震震中分布圖（紅圈為彝良地震）Fig.6 The distribution map of earthquake epicenter with M＞2 in the northeastern Yunnan since October 2011(red circle for the Yiliang earthquake)

選取該閉鎖段2000年以來2.6級(jí)以上地震，從地震間隔時(shí)間ΔT－T圖 （圖7）中可見，當(dāng)該區(qū)域2.6級(jí)以上地震出現(xiàn)390天以上平靜視為異常，其后8月內(nèi)在閉鎖段附近有5級(jí)以上地震發(fā)生，2011年7月15日大關(guān)3.0級(jí)地震至2012年9月6日，再次出現(xiàn)了419天的2.6級(jí)地震平靜異常。這一震源區(qū)的平靜異常現(xiàn)象可以用震源硬化模型給予解釋[4]。

圖7 馬邊－鹽津地震帶昭通“閉鎖”段2000年以來2.6級(jí)以上地震M－T圖和地震時(shí)間間隔圖Fig.7 The M－T diagram and seismic interval graph of earthquakes with M＞2.6 of Zhaotong locked segment in the Yanjin earthquake zone since 2000

4 前兆觀測(cè)資料異常分析

4.1 前兆臺(tái)網(wǎng)情況

昭通地震前兆觀測(cè)臺(tái)網(wǎng)，由10臺(tái)FD-125測(cè)氡儀；7臺(tái)數(shù)字石英水平擺傾斜儀；4臺(tái)數(shù)字電磁波儀；3臺(tái)軸向應(yīng)變儀；2臺(tái)四分量鉆孔應(yīng)變儀；4臺(tái)垂直擺數(shù)字傾斜儀；3套數(shù)字化氦氣觀測(cè)儀；3套數(shù)字化地下流體（水位、地溫）綜合觀測(cè)儀組成，還有6個(gè)二氧化碳觀測(cè)點(diǎn)。

目前，基本形成一個(gè)以水氡、水位、水汞、地溫、水質(zhì)、二氧化碳等36個(gè)測(cè)項(xiàng)的地下流體監(jiān)測(cè)網(wǎng)，鞏固和拓展了二十多年的觀測(cè)成果；一個(gè)以8臺(tái)數(shù)字地震儀為主2臺(tái)DD-2地震儀為輔的區(qū)域測(cè)震臺(tái)網(wǎng)初步形成，定位更精確；一個(gè)由8臺(tái)數(shù)字化形（應(yīng)）變儀組成的區(qū)域形變觀測(cè)網(wǎng)初具規(guī)模，獲取了大量非常有研究?jī)r(jià)值的臨震信息資料；一個(gè)在全省率先使用的電磁波觀測(cè)項(xiàng)目獲取了大量典型的震前信息。為地震預(yù)報(bào)和探索研究提供了科學(xué)、詳實(shí)、可靠的觀測(cè)資料。

4.2 中期異常

彝良地震前3個(gè)月出現(xiàn)的中期前兆異常，共計(jì)6個(gè)測(cè)項(xiàng)，包括流體類5個(gè)測(cè)項(xiàng)（圖8），形變類1個(gè)測(cè)項(xiàng)。巧家水氡（Δ＝127 km）2011年出現(xiàn)了破年變異常 （正常年變形態(tài)為 “冬高夏低”），永善水氡（Δ＝88.5 km）2011年7月開始出現(xiàn)低值異常，鹽津水氡（Δ＝68.1 km，低值趨勢(shì)性異常）和魯?shù)榉x子（Δ＝56.3 km，高值趨勢(shì)性異常，且日變速率大）均于2011年9月起出現(xiàn)異常，魯?shù)殡妼?dǎo)率于2011年10月底開始出現(xiàn)低值異常；形變類異常為水富石英水平擺（Δ＝132.5 km）矢量方向大幅向北東方向偏離，與觀測(cè)以來矢量方向年初向正北傾斜，4～5月份開始轉(zhuǎn)向西北的變化規(guī)律完全背離。從異常臺(tái)站的空間分布看，點(diǎn)位較為離散，未出現(xiàn)沿?cái)嗔逊植棘F(xiàn)象。

圖8 彝良地震前中期異常Fig 8 Medium term anomalies before the Yiliang earthquake

4.3 短期異常

“9.7”彝良地震前3個(gè)月至震前10天，滇東北地區(qū)前兆異常測(cè)項(xiàng)出現(xiàn)9個(gè)，其中流體類6個(gè)測(cè)項(xiàng)（圖9），形變類3個(gè)測(cè)項(xiàng)。6月：彝良（Δ＝14.8 km）垂直擺傾斜儀矢量方向大幅向北東方向傾斜；永善（Δ＝88.5 km）石英水平擺矢量方向出現(xiàn)轉(zhuǎn)折，8月底打結(jié)、繞圈；鹽津（Δ＝69.1 km）水氡在低值背景中出現(xiàn)階降；四川布拖（Δ＝118.2 km）二氧化碳出現(xiàn)異常升高，四川普格（Δ＝143.4 km）二氧化碳也表現(xiàn)為高值異常。7月：大關(guān)（Δ＝30.6 km）二氧化碳出現(xiàn)高值異常，8-9月達(dá)觀測(cè)以來最高值，且測(cè)值不穩(wěn)定；彝良（Δ＝14.8 km）四分量鉆孔應(yīng)變出現(xiàn)向東壓性轉(zhuǎn)折加速現(xiàn)象。8月：魯?shù)榇脑海éぃ?9.4 km）地溫測(cè)值8月17～20日緩升，21日突降；昭陽(yáng)區(qū)一中機(jī)井（Δ＝30.7 km）地溫8月底出現(xiàn)高值異常。以上短期異常的點(diǎn)位在空間分布有震中逐漸向收縮的趨勢(shì)。

4.4 臨震異常

在震前10天內(nèi)，昭通境內(nèi)有9項(xiàng)前兆觀測(cè)手段出現(xiàn)“準(zhǔn)同步”異常，包括流體異常2個(gè)點(diǎn)，形變類異常5個(gè)點(diǎn)，電磁類異常2個(gè)點(diǎn)。第一次“準(zhǔn)同步”異常出現(xiàn)的時(shí)間點(diǎn)是9月1日，有大關(guān)四分量鉆孔應(yīng)變 （Δ＝26.8 km）、彝良四分量鉆孔應(yīng)變 （Δ＝14.8 km），漁洞四分量鉆孔應(yīng)變（Δ＝32.8km）、彝良傾斜、昭陽(yáng)區(qū)樂居地溫（Δ＝37.4km）和威信氦氣（Δ＝114.4km）。3個(gè)鉆孔應(yīng)變的異常表現(xiàn)為出現(xiàn)應(yīng)變階躍，樂居地溫和威信氦氣均表現(xiàn)出高值突升異常。第二次“準(zhǔn)同步”異常出現(xiàn)在9月5日，漁洞電磁波和巧家電磁波（Δ＝127km）同一時(shí)間點(diǎn)上出現(xiàn)高頻異常信號(hào)。此類多臺(tái)站不同測(cè)項(xiàng)出現(xiàn)“準(zhǔn)同步”異常，是昭通市近5年來加大監(jiān)測(cè)投入，新增數(shù)字化前兆手段后第一次記錄到區(qū)域內(nèi)破壞性地震的前兆異常。

圖9 彝良地震前短期異常Fig.9 Short-term anomaly before Yiliang earthquake

5 宏觀異常

2012年3月3日，旱季出現(xiàn)地下水上涌，異常點(diǎn)位于昭陽(yáng)區(qū)北部青崗嶺鄉(xiāng)白沙村蘇家溝（N27°28′52.44″， E103°44′13.61″， 海拔 2022.1m）一山腳處。 據(jù)當(dāng)?shù)厝罕娭v述， 這一現(xiàn)象是3月3日晚上出現(xiàn)的，當(dāng)時(shí)還聽到有水流聲。第二天白天找到該位置，見有水涌出，就用根膠管將水引出使用。據(jù)了解，當(dāng)?shù)亟衲旰登閲?yán)重，全鄉(xiāng)共有50余處（口）井、泉出現(xiàn)干涸，且近期無降雨。

通過在現(xiàn)場(chǎng)仔細(xì)察看了周圍地形構(gòu)造，發(fā)現(xiàn)出水點(diǎn)位于一條近垂直的裂隙處，周邊有3處溶洞（寬約30～40 cm，人無法進(jìn)入，未見底），出水口附近巖石為石灰?guī)r，出水口形成一50×40×10 cm3（長(zhǎng)×寬×深度）的小水坑塘，底部有石英沙狀沉淀物。

6 結(jié)語(yǔ)

滇東北地區(qū)（26°～29.1°N,102°～106°）的 M≥5 級(jí)地震活動(dòng)具有“活躍－平靜”的韻律特征。2003年昭魯間“11.15”5.1級(jí)地震標(biāo)志著該區(qū)域進(jìn)入新一輪強(qiáng)震活動(dòng)期，之后滇東北地區(qū)5級(jí)以上地震呈連發(fā)態(tài)勢(shì)。2006年鹽津“8.25”5.1級(jí)地震后到2011年，出現(xiàn)了5年的5級(jí)地震平靜，是為這一活躍期內(nèi)“弱幕”向“強(qiáng)幕”的過渡期。2010年以來，滇東北地區(qū)4級(jí)地震叢集，表明區(qū)域應(yīng)力水平增強(qiáng)，有利于發(fā)生5級(jí)以上地震，啟動(dòng)“強(qiáng)幕”地震活動(dòng)。2012年彝良5.7、5.6級(jí)地震發(fā)生標(biāo)志該強(qiáng)震目地震活動(dòng)的開始

總結(jié)彝良地震前小震特征。在小震活動(dòng)的空區(qū)（段）發(fā)生的顯著地震，對(duì)未來的5級(jí)以上地震的震中有一定指示意義。

近場(chǎng)區(qū)內(nèi)的前兆異常較為顯著。從時(shí)間進(jìn)程上有異常種類以流體類測(cè)項(xiàng)為主，轉(zhuǎn)變?yōu)槲锢硪饬x更為明確的形變類異常為主的現(xiàn)象。并且，在臨震階段不同臺(tái)站同類測(cè)項(xiàng)或不同測(cè)項(xiàng)的異常會(huì)“準(zhǔn)同步”出現(xiàn)；從異常的空間分布來看，有從外圍離散分布到沿發(fā)震構(gòu)造呈帶狀分布，最后向震中地區(qū)集中的趨勢(shì)。給出前兆異常時(shí)間進(jìn)程，并以彝良地震為原點(diǎn)，橫軸為異常的時(shí)間，縱軸為距離，給出不同異常隨時(shí)間演化

這是地震的預(yù)測(cè)情況。由于地震孕育過程的復(fù)雜性和不確定性，地震預(yù)報(bào)還是世界性難題，需要我們不斷積累、總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，追蹤孕震過程中各階段異常變化特征，因此，對(duì)震例的總結(jié)和科學(xué)反思就顯得十分必要了。

[1]國(guó)家地震局震害防御.中國(guó)歷史強(qiáng)震目錄(公元前23世紀(jì)～公元1911年)[M].北京：地震出版社,1995.

[2]中國(guó)地震局震害防御司.中國(guó)近代地震目錄(公元1912年～1990年)[M].北京：中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社，1999.

[3]中國(guó)地震年鑒編輯部.中國(guó)地震年鑒1991～2005[Z].北京：地震出版社，1991～2005.

[4]陳立德,付虹.地震預(yù)報(bào)基礎(chǔ)與實(shí)踐[M].北京：地震出版社,2003.

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