唐蘭蘭 劉月 劉建明 溫少妍 李金尼魯帕爾·買買吐孫

1)新疆維吾爾自治區(qū)地震局，烏魯木齊市新市區(qū)科學2街338號 830011

2)中國科學院力學研究所非線性力學國家重點實驗室，北京 100080

0 引言

1987年尹祥礎(chǔ)(1987)提出了一個能夠定量地表征地震的孕育過程的參數(shù)——加卸載響應(yīng)比(Load/Unload Response Ratio，簡稱LURR)。加卸載響應(yīng)比方法(LURR)在中國大陸及美國、日本、澳大利亞等地區(qū)被用于強震預(yù)測的研究，是目前比較流行的地震預(yù)測方法之一，該方法具有扎實的物理基礎(chǔ)且在地震預(yù)測實踐中取得了一些令人鼓舞的效果。

前人曾利用加卸載響應(yīng)比作為地震前兆判定指標，對上百例中強地震前加卸載響應(yīng)比變化規(guī)律進行震例檢驗，結(jié)果表明80%以上的檢驗效果良好(尹祥礎(chǔ)等，1991;Yin et al，1994、2000;宋治平等，1996;張永仙等，2004;余懷忠等，2010)，實驗研究和數(shù)值模擬也證實了加卸載響應(yīng)比方法的有效性(Mora et al，2002;Wang et al，1999、2004;Yin et al，2004;張暉輝等，2004)。該方法在地震預(yù)測實踐中也取得了較好的效果 (Yin et al，1995、2000、2002;王海濤等，1998、1999;尹祥礎(chǔ)等，1996、2009)。此外，加卸載響應(yīng)比也可應(yīng)用于預(yù)測其它的地質(zhì)災(zāi)害，如礦震、滑坡、水庫地震、巖爆等。

新疆地處歐亞大陸腹地，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，現(xiàn)今地質(zhì)構(gòu)造表現(xiàn)為盆山耦合的構(gòu)造格局，該區(qū)歷史中強地震頻繁，特別是2011年6月以來中強地震頻發(fā)，至2012年12月共計發(fā)生MS5.0以上地震18次，其中MS6.0以上地震4次，這些地震在時間上呈連發(fā)狀態(tài)，空間上顯示多帶分布，強度呈逐步增強態(tài)勢。本文利用加卸載響應(yīng)比理論，對2000年以來發(fā)生在新疆地區(qū)的40余次MS≥5.0地震前的小震加卸載響應(yīng)比時間和空間演化特征進行了系統(tǒng)研究，以期對探索新疆地區(qū)中強有感地震的有效預(yù)測方法提供助益。

1 加卸載響應(yīng)比(LURR)的計算方法

1.1 LURR的基本思路

地震是一種發(fā)生在脆性介質(zhì)中的臨界現(xiàn)象或災(zāi)變事件。從力學的角度看：地震孕育的實質(zhì)是地球內(nèi)部震源區(qū)介質(zhì)不斷損傷，最后導致失穩(wěn)和突發(fā)破裂并釋放能量的過程。這既是一個典型又是一個特殊的力學問題，由于震源介質(zhì)處于高溫高壓環(huán)境，加之介質(zhì)的不均勻性以及本構(gòu)方程、邊界條件大都未知，因而從力學(物理)上得到地球內(nèi)部介質(zhì)的破壞機理，進而精確地預(yù)測介質(zhì)內(nèi)的災(zāi)變過程尚存巨大障礙，這也正是地震預(yù)測難度巨大的科學根源。

眾所周知，應(yīng)力-應(yīng)變曲線從宏觀上比較全面地刻劃了材料受力后全過程的力學性能。如果使材料的受力單調(diào)增加，材料將分別經(jīng)歷彈性變形、損傷、失穩(wěn)等過程。彈性變形的最本質(zhì)特征為其可逆性，即加載過程和卸載過程是可逆的，因而其加載響應(yīng)率(模量)和卸載響應(yīng)率(模量)相同。而損傷過程的本質(zhì)特征與彈性過程相反，具有不可逆性。反映在應(yīng)力-應(yīng)變曲線上，其加載響應(yīng)率與卸載響應(yīng)率不同。這種差異反映了材料的損傷或劣化的程度，對于地震而言，它定量地表征地震的孕育過程，加卸載響應(yīng)比理論的出發(fā)點即基于此。

1.2 加卸載響應(yīng)比值的計算

根據(jù)加卸載響應(yīng)比理論，加卸載響應(yīng)比為系統(tǒng)對加載和卸載的響應(yīng)率之比，即

式中，X+和X-分別是加載和卸載期間的響應(yīng)率。根據(jù)加卸載響應(yīng)比思想，當系統(tǒng)處于穩(wěn)定或線性狀態(tài)時，加卸載響應(yīng)比的值接近于1(Y≈1)。而當系統(tǒng)處于非穩(wěn)定狀態(tài)或非線性狀態(tài)時，加卸載響應(yīng)比的值大于1(Y＞1)(尹祥礎(chǔ)，1987;尹祥礎(chǔ)等，1991)。LURR可以定量地描述介質(zhì)的損傷程度，從而也可以刻畫地震的孕育過程。

我們研究的對象是整個孕震區(qū)，其線性尺度可達幾百甚至上千千米。對這樣巨大的系統(tǒng)進行加卸載試驗，顯然不是目前人力所能及的。好在大自然為我們提供了這樣的條件，這就是日、月運行產(chǎn)生的引潮力。引潮力使地球內(nèi)部各處的應(yīng)力不斷周期性地變化，也就是永不停息地對地球進行加卸載。在前人研究成果的基礎(chǔ)上，尹祥礎(chǔ)等人編寫的程序能準確計算地殼內(nèi)部任一點在任一時刻由引潮力引起的應(yīng)力張量。

從固體力學的觀點出發(fā)，首先會想到采用應(yīng)變作為響應(yīng)。但是震源處于地下深處(數(shù)千米～數(shù)百千米)，人們至今還難以準確測量該處的應(yīng)變及其它物理參數(shù)。即使在室內(nèi)實驗中，對破壞源處的情況進行觀測也是一大難題。近年來在巖石力學實驗研究方面的巨大進展之一是對聲發(fā)射(AE)技術(shù)研究的不斷深化與應(yīng)用。AE技術(shù)的突出優(yōu)點在于：①對象是直接來自材料內(nèi)部破壞時發(fā)出的信息;②可以不用損壞試件，不必停頓實驗就可連續(xù)觀測到材料內(nèi)部的破壞過程。AE技術(shù)已可用于測定材料的斷裂韌度等，并正得到越來越廣泛的應(yīng)用。地震學中的地震事件實質(zhì)上也是一種聲發(fā)射，而且測量地震事件的時、空、強是地震學觀測技術(shù)中最成熟的部分，地震目錄也是最容易得到的資料。因此，我們仿照巖石力學實驗中的做法，取地震能量作為響應(yīng)，定義加卸載響應(yīng)比Y為(尹祥礎(chǔ)等，1991;Yin et al，1995)

式中E為釋放的地震波的能量，“+”代表加載，“-”代表卸載。m可以取為0，1/3，1/2，2/3或1。當m=1時，E表示能量;當m=1/3和m=2/3時，E分別表示孕震區(qū)域的線性尺度和面尺度;當m=1/2時，E表示Benioff應(yīng)變;當m=0時，Y值相當于N+/N-，而N+和N-分別代表加載和卸載過程中出現(xiàn)的地震數(shù)量。在本文中，m取為1/2，也就是說加卸載響應(yīng)比Y值為加載和卸載期間的Benioff應(yīng)變的比值。

2 震例回溯及異常特征提取

本研究所用地震目錄來自新疆1970年以來地震目錄，該目錄含0級以上地震目錄。根據(jù)上述地震目錄，對2000年1月～2012年12月新疆境內(nèi)發(fā)生的48次MS5.0以上地震(不包含余震)進行了統(tǒng)計，最大地震為2001年11月14日昆侖山口西MS8.1地震。這些地震的時間分布特征示于圖1，空間分布示于圖2。

對于A類型乘客，可直接用出行連續(xù)分析法進行識別：提取同一卡號的刷卡數(shù)據(jù)，判斷前后2次刷卡是否為同一線路，如果乘客相近2次出行乘坐同一線路，則第2次出行的起始地站點為第1次出行刷卡對應(yīng)的目的地站點；如果乘客相近兩次出行乘坐線路不一致時，則計算第1次出行刷卡上車站點的后續(xù)站點與第2次出行刷卡上車站點之間的距離，距離最短時對應(yīng)的站點為第1次次刷卡對應(yīng)的下車站點位置.

圖1 新疆境內(nèi)2000年1月～2012年12月MS5.0以上地震時間分布

圖2 新疆境內(nèi)2000年1月～2012年12月MS5.0以上地震空間分布

本研究采用的是時空掃描方法，將新疆地區(qū)按照2°×2°進行區(qū)域劃分，首先根據(jù)每個網(wǎng)格內(nèi)發(fā)生的主要強震的震源機制解確定出該網(wǎng)格的主斷層參數(shù)，再根據(jù)日、月引潮力所引起的庫侖應(yīng)力的變化判斷出每個地震是處于加載階段還是卸載階段。在每一個固定的計算時間窗內(nèi)，根據(jù)加卸載響應(yīng)比的空間尺度(半徑為R的圓形區(qū)域)以一定的滑動步長進行加卸載響應(yīng)比的空間掃描。在進行空間掃描時，選取半徑為R的圓形區(qū)域為空間窗，首先將緯度固定，再沿著經(jīng)度方向掃描，針對每一個空間點，計算該圓形區(qū)域內(nèi)加卸載響應(yīng)比的值，然后再沿緯度方向掃描。本文所用的空間掃描步長為0.25°，掃描為半徑為200km的圓形區(qū)域，時間窗長為18個月，時間滑動步長為1個月?？紤]到計算區(qū)間地震樣本數(shù)對計算結(jié)果的影響，每個窗口內(nèi)的地震個數(shù)須大于或等于20個。再考慮到這些預(yù)測目標地震的震級為MS5.0～8.9，因此計算所用目錄震級限制在MS4.0以下，避免目標地震引起的計算值的大幅擾動。限于文章篇幅，在文中僅給出2011年1月～2012年12月期間部分掃描結(jié)果。

由圖3可以看出，在加卸載響應(yīng)比異常區(qū)內(nèi)及異常區(qū)邊緣，次年發(fā)生中強以上地震的概率很大。2011～2012年發(fā)生了18次MS5.0以上地震，都發(fā)生在加卸載響應(yīng)比可計算區(qū)域，為了定量統(tǒng)計加卸載響應(yīng)比異常區(qū)與地震的對應(yīng)關(guān)系，我們將半徑為200km的空間掃描結(jié)果與2011年6月～2012年12月發(fā)生的18次5級以上地震情況進行了對照，即對地震前1年半徑200km范圍內(nèi)最大異常值與地震的最小距離進行了定量化的統(tǒng)計，結(jié)果列于表1中。統(tǒng)計結(jié)果顯示，這18次5級以上地震中有16次地震前1年震中半徑200km范圍內(nèi)有較明顯的異常顯示，表明加卸載響應(yīng)比方法預(yù)測效果良好。

已有的巖石實驗研究和歷史震例的統(tǒng)計研究顯示(張浪平，2010b;張暉輝等，2005)，當處于地震平靜期時，加卸載響應(yīng)比值在1附近波動，而在巖石破裂或者地震發(fā)生之前，加卸載響應(yīng)比都會出現(xiàn)異常明顯的升高及回落，并在峰值過后急劇回落，地震或巖石破裂隨之發(fā)生，從而表明加卸載響應(yīng)比峰值異常具有良好的災(zāi)變前兆意義。地震或巖石力學實驗時試件的損傷，并不發(fā)生在LURR的峰值點，而是在LURR的峰值點之后。有關(guān)峰值點的這一研究發(fā)現(xiàn)是近年來加卸載響應(yīng)比研究的重要成果之一，它能更加科學、系統(tǒng)地觀察某一地區(qū)的孕震過程，提高了預(yù)測的可靠性和精度，可使研究從以年為時間尺度提高到以月為時間尺度進行地震預(yù)測(尹祥礎(chǔ)等，2009)。在進行震例回溯性檢驗時發(fā)現(xiàn)，LURR峰值異常的特征時間(LURR峰值出現(xiàn)到地震發(fā)生的時間間隔)尺度與地震震級存在著某種聯(lián)系，而且其峰值異常的特征時間在地震預(yù)測的時間方面有著非常重要的意義。張暉輝等(2005)利用中國大陸的30多個5級以上震例的LURR時序演化對LURR峰值特征時間進行了統(tǒng)計研究，其研究表明，LURR峰值特征時間(T2)跟地震震級(M)具有如下關(guān)系

預(yù)測某地區(qū)未來地震的發(fā)震時刻，就必須研究整個孕震期間加卸載響應(yīng)比的演化過程，只考察一個時間窗的加卸載響應(yīng)比的空間掃描結(jié)果，不足以判定未來的地震活動趨勢。為了更加直觀地了解研究區(qū)內(nèi)某個區(qū)域異常值及異常面積的起伏變化，以期更好地對未來地震的發(fā)震時刻做出研判，本文引用了“孕震積分”這個參量，該參量的值能更直觀地刻畫某個特定的區(qū)域內(nèi)加卸載響應(yīng)比值及異常區(qū)域面積的動態(tài)演化過程，并從時間的角度能更好地提高LURR方法的預(yù)測效能。

由前文可知，本文采用時空掃描空間步長為0.25°，掃描半徑為200km的圓形區(qū)域，因此可知每個格網(wǎng)的邊長為0.25°，且每隔0.25°就有一個Y值，故以目標地震為圓心，其震中在半徑為200km范圍內(nèi)的孕震積分D可表述為

圖3 新疆地區(qū)加卸載響應(yīng)比異常區(qū)域發(fā)展演化過程，圖上方標注的時間為掃描時間窗

(3)式必須滿足計算的每個格點與目標地震的距離均小于200km，且Y值需大于1，n代表200km范圍內(nèi)Y＞1的格點個數(shù)，即僅將異常區(qū)域面積與Y值進行積分，式中的111.111是將以度為單位的距離換算為千米后的值。由于本文時空掃描計算時間步長為1個月，因此每個月都可以計算得到震中周圍200km范圍內(nèi)的孕震積分值，以此便可得到某個地震的孕震積分時序曲線。

研究中我們利用孕震積分對震前出現(xiàn)較明顯異常顯示的2000年1月～2012年12月的40個5級以上地震的T1(異常出現(xiàn)至峰值點時間)和T2(峰值點至發(fā)震時間)進行了定量化的統(tǒng)計，文中僅將2011年6月～2012年12月的統(tǒng)計結(jié)果列于表1中。統(tǒng)計結(jié)果顯示，5級地震T1平均為18.9個月，T2平均為8.5個月，6級地震T1平均為28.9個月，T2平均為12.3個月。對于大地震T2是一個相當長的時間，如2001年昆侖山口西8.1級地震T2為28個月，2008年3月21日于田7.3級地震T2為18個月。尹祥礎(chǔ)等(2009)的研究結(jié)果認為，T2與震級有關(guān)，既震級越大，T2越長，對于8級地震的計算值為28±8個月，汶川8級地震實際的T2是23個月。我們的研究結(jié)果與尹祥礎(chǔ)等(2009)的結(jié)果較為一致，震級與T2之間呈現(xiàn)明顯的正相關(guān)關(guān)系。根據(jù)式(2)計算出新疆地區(qū)5級地震的理論T2為5個月，6級地震的理論T2為14個月，將本研究震例回溯得到的結(jié)果與利用張暉輝等(2005)理論公式計算得到的結(jié)果對比來看，新疆較全國的6級地震的T2稍短，而新疆的5級地震的T2時間較全國的長3.5個月。目前的地震預(yù)測實際工作中，主要利用式(2)來預(yù)測未來地震的可能發(fā)震時間。然而地震孕育的過程是十分復(fù)雜的，預(yù)測實踐證明T2不僅與地震震級有關(guān)，而且很大程度取決于孕震區(qū)的地質(zhì)情況(尹祥礎(chǔ)等，2009)，這可能正是新疆的統(tǒng)計結(jié)果與全國的統(tǒng)計值具有一定差異性的原因。

表1 用R=200km進行時空掃描的預(yù)測結(jié)果統(tǒng)計

根據(jù)我們得到的2000年1月～2012年12月156幅新疆地區(qū)LURR空間演化圖和48次地震的孕震積分時程曲線，再結(jié)合上述統(tǒng)計結(jié)果，總體看來，新疆地區(qū)MS5.0以上地震前加卸載響應(yīng)比異常的時空特征為：

(1)48組地震中有40組震前出現(xiàn)較明顯異常，異常起始時間一般在震前5～20個月，其中22次的異常出現(xiàn)在震前20個月內(nèi)。2001年昆侖山口西8.1級地震異常出現(xiàn)的時間為震前28個月。

(2)大多數(shù)異常在震前消逝，但個別異常在地震后仍會持續(xù)一段時間。

(3)異常峰值一般出現(xiàn)在震前1～10個月。40組中有24次的峰值出現(xiàn)在震前10個月內(nèi)，其中17次的峰值出現(xiàn)在震前6個月內(nèi)。T1和T2的統(tǒng)計結(jié)果顯示震級與T2之間呈現(xiàn)明顯的正相關(guān)關(guān)系，5級地震T2平均為8.5個月，6級地震T2平均為12.3個月。

(4)地震一般發(fā)生在異常區(qū)峰值點邊緣，隨著地震的臨近異常逐漸向震中位置遷移。也有較大地震前未出現(xiàn)明顯異常區(qū)，這可能和該區(qū)域臺網(wǎng)的地震監(jiān)測能力有關(guān)，因為地震目錄完整性較差的情況下對于計算結(jié)果會有一定影響。2012年6月30日新源-和靜6.6級地震前的2010年1月異常開始在震中的西北部出現(xiàn)，之后逐漸向震中靠近且異常幅度逐漸增大，而后出現(xiàn)起伏波動變化，該地震發(fā)生在異常區(qū)的邊緣。

3 4次6級地震的孕震積分時程曲線分析

2011年6月以來，新疆地區(qū)5級以上地震異?；钴S，2011年6月～2012年12月，境內(nèi)發(fā)生了18次5級以上地震，其中包括4次6級地震，最大地震為2012年6月30日新源-和靜交界6.6級地震。這組5、6級地震在時間上呈連發(fā)狀態(tài)、空間上顯示多帶分布、強度出現(xiàn)逐步增強態(tài)勢，其中構(gòu)造相對穩(wěn)定的塔里木盆地內(nèi)部2012年3月9日發(fā)生了洛浦6.0級地震。下面基于前文第2節(jié)中LURR的時空掃描結(jié)果，選取2011年以來發(fā)生的4個6級地震的孕震積分時程曲線逐一進行分析。

3.1 2012年3月9日洛浦MS6.0地震

2012年3月9日洛浦縣6.0級地震發(fā)生在塔里木盆地腹地，震中距阿瓦提縣城約150km、距和田洛浦縣270km，發(fā)震構(gòu)造為圖木舒克隱伏斷裂，斷裂長250km。

由圖3(g)可見，洛浦6.0級地震前震中附近存在大面積的LURR異常，且該地震就發(fā)生在異常區(qū)內(nèi);由表1的統(tǒng)計結(jié)果顯示，該地震前異常中心點距震中約59km。為了考察該地震前LURR異常隨時間的演化特征，利用式(1)計算了該地震的孕震積分時序曲線。計算參數(shù)為：時間范圍2006年3月1日～2013年3月31日，時間窗18個月，滑移時間步長30天，以震中為圓心取圓形計算區(qū)域，半徑R為200km。震源機制解中走向為258°、滑動角為47°、傾角為71°，深度為14km，摩擦系數(shù)為0.4，震級范圍0～4.0。計算結(jié)果示于圖4。從圖4中可以看出，在地震孕育早期，即在該地震發(fā)生前的2006年3月～2009年4月期間，孕震積分一直處于均值線下零值附近波動，從2009年5月開始，孕震積分處于不斷上升過程中，于2009年10月達到峰值后至發(fā)震前一直處于高值波動狀態(tài)，并在震前約3個月的時候，孕震積分再次達到峰值，然后迅速回落，繼而發(fā)生此次地震。震后震源區(qū)附近的孕震積分再次下降至均值線以下，處在零值附近波動，可能預(yù)示該區(qū)域在未來一段時間會處于相對平靜的狀態(tài)。

圖4 2012年3月9日洛浦MS6.0地震孕震積分時程曲線虛線為孕震積分均值線

3.2 2011年11月1日尼勒克-鞏留 MS6.0地震與2012年6月30日新源-和靜 MS6.6地震

新疆北天山地區(qū)為中強震多發(fā)區(qū)，1900年以來曾發(fā)生過3次7級和多次6級地震，但自1973年精河6.0級地震后，該地區(qū)經(jīng)歷了長達38年的6級地震平靜，直到發(fā)生2011年尼勒克-鞏留6.0級地震，之后的2012年6月30日該區(qū)域再次發(fā)生了新源-和靜6.6級地震。2011年11月1日尼勒克-鞏留6.0地震距新源74km、距精河123km，發(fā)震構(gòu)造為阿吾拉勒山南緣斷裂，斷裂性質(zhì)為逆沖型。2012年6月30日新源-和靜6.6級地震距新源約125km、距和靜177km，震中位于NWW向喀什河右旋走滑斷裂帶附近。

由圖3(e)可見，尼勒克-鞏留6.0級地震前震中附近存在大面積的LURR異常，該地震位于異常區(qū)邊緣，表1的統(tǒng)計結(jié)果顯示，該地震前異常中心點位置距震中約183km。圖3(h)顯示，新源-和靜6.6級地震前震中附近存在大面積的LURR異常，該地震位于異常區(qū)邊緣，表1的統(tǒng)計結(jié)果顯示，該地震前異常中心點位置距震中約168km。為了考察這2次6級地震前LURR異常隨時間的演化過程，利用式(1)計算了孕震積分時序曲線。因2次6級地震相距約190km，故以200km為半徑進行掃描，計算所用到的大部分地震是重疊的，為此僅選取新源-和靜6.6級地震為中心進行時程曲線計算，2次地震都位于半徑為200km的圓形計算區(qū)內(nèi)。計算參數(shù)為：時間范圍2006年6月1日～2013年3月31日，時間窗18個月，滑移時間步長30天，以新源-和靜6.6級地震為中心取圓形計算區(qū)域，半徑R為200km，震源機制解中走向為38°，滑動角為22°，傾角為62°，深度為7km，摩擦系數(shù)為0.4，震級范圍0～4.0。計算結(jié)果見圖5。由圖5可見，2006年6月～2007年12月孕震積分一直處于高值波動狀態(tài)，且出現(xiàn)2次峰值過程，回落到均值線附近后的7個月發(fā)生了2008年8月30日輪臺5.6級地震，該地震距新源-和靜6.6級地震約108km。輪臺5.6級地震后至2009年12月孕震積分一直處于均值線以下，從2010年1月開始逐漸上升，至2010年6月孕震積分達到第一次峰值，至尼勒克-鞏留6.0級地震前一直處于高值波動狀態(tài)，震后3個月迅速回落至均值線以下，之后孕震積分再次于2012年5月上升至峰值，且此次異常幅度明顯大于尼勒克-鞏留6.0級地震前的異常幅度，1個月后隨即發(fā)生了新源-和靜6.6級地震，從圖5中還可以觀察到震源區(qū)孕震積分在新源-和靜6.6級地震后回落至零值附近波動。

圖5 2012年6月30日新源-和靜MS6.6地震孕震積分時程曲線虛線為孕震積分均值線

3.3 2012年8月12日于田MS6.2地震

2012年8月12日于田6.2級地震震中距于田縣城約130km，距離和田市區(qū)約268km，發(fā)震構(gòu)造為阿爾金斷裂，斷錯性質(zhì)為左旋走滑逆斷型，斷裂長度約1600km。

由圖3(i)可見，于田6.2級地震前震中附近異常不顯著，但是在阿爾金斷裂帶的中段存在一個高值異常區(qū)，表1的統(tǒng)計結(jié)果顯示該地震前高值異常區(qū)中心點位置距震中約192km。對該地震進行時程曲線分析的計算參數(shù)為：時間范圍2007年1月1日～2013年4月30日，時間窗18個月，滑移時間步長30天，取震中為圓心的圓形計算區(qū)域，半徑R為200km，震源機制解中走向為 221°，滑動角為 23°，傾角為 74°，深度為 50km，摩擦系數(shù)為0.4，震級范圍0～4.0。計算結(jié)果見圖6。由圖6可見，2007年1月～2009年1月研究區(qū)孕震積分一直在零值線附近波動，2009年2月～2010年8月研究區(qū)孕震積分持續(xù)了18個月的高值波動狀態(tài)，而后又持續(xù)了約12個月的低值狀態(tài)，2011年12月第2次達到峰值后在回落過程中發(fā)生了2012年8月12日的于田6.2級地震。圖6還顯示，在此次地震之后，該區(qū)域孕震積分下降至均值線以下，處在零值附近波動，可能預(yù)示該區(qū)域在未來一段時間會處于相對平靜的狀態(tài)。

以上4個6級地震都是在孕震積分達到峰值后的幾個月內(nèi)或高值波動過程中發(fā)生了地震，這與尹祥礎(chǔ)等(1996)、張暉輝等(2005)、張浪平等(2010a、2010b)在中國大陸和日本、美國等地得到的結(jié)果相一致，表明孕震積分和加卸載比Y值一樣，是一個可以定量地描述一個地區(qū)地殼穩(wěn)定程度的參數(shù)。另外由于孕震積分融合了LURR異常面積在其中，因此比單純的LURR能更加直觀地反映研究區(qū)內(nèi)某個區(qū)域異常值及異常面積的起伏變化，更好地對未來地震的發(fā)震時刻做出研判。它將震前LURR空間異常演化過程以時間進程曲線的方式更清晰地呈現(xiàn)出來，更加方便研究者定量化地統(tǒng)計LURR異常時間演化特征與地震之間的對應(yīng)關(guān)系。本文第2節(jié)即是利用了孕震積分時程曲線對2000～2012年發(fā)生的48組5級以上地震的峰值異常的特征時間進行了定量化的統(tǒng)計分析。

圖6 2012年8月12日于田MS6.2地震孕震積分時程曲線虛線為孕震積分均值線

4 結(jié)論

本文首先介紹了加卸載響應(yīng)比的基本思路與計算方法，對2000年以來的5級以上地震的LURR時空演化特征與地震的關(guān)系進行了定量化統(tǒng)計，其次考察了新疆地區(qū)2011～2012年的4次6級地震的孕震積分時序特征曲線及加卸載響應(yīng)比時空掃描演化特征，研究分析認為：

(1)對新疆地區(qū)2011～2012年的4個6級地震進行了孕震積分時程曲線分析，結(jié)果顯示實際地震發(fā)生之前幾個月孕震積分均會達到峰值，其中3次地震是在高值回落后迅速發(fā)震，1次地震是在高值波動過程中發(fā)震。還通過考察孕震積分的時間進程曲線，對該地區(qū)未來地震活動趨勢進行了預(yù)測。孕震積分在強震前后顯示出的演化特征與之前的研究者對加卸載響應(yīng)比時程曲線研究結(jié)果較為一致。

(2)對新疆地區(qū)加卸載響應(yīng)比時空演化特征與中強以上地震的對應(yīng)關(guān)系進行了定量統(tǒng)計，結(jié)果顯示，加卸載響應(yīng)比異常區(qū)內(nèi)及異常區(qū)邊緣，次年發(fā)生中強以上地震的概率較高。對比加卸載響應(yīng)比異常區(qū)域與隨后1年的實際地震情況后發(fā)現(xiàn)，2000～2012年的48組5級以上地震中有40組震前出現(xiàn)較明顯異常。

(3)對48組地震中40組震前出現(xiàn)較明顯異常的T1和T2的統(tǒng)計結(jié)果顯示震級與T2之間呈現(xiàn)明顯的正相關(guān)關(guān)系，統(tǒng)計結(jié)果與張暉輝等(2005)的結(jié)果存在一定差異，可能與孕震區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造的差異有關(guān)，不同構(gòu)造背景由于區(qū)域應(yīng)力場的不同孕震時間必然具有一定的差異性。

致謝：本研究得到尹祥礎(chǔ)教授、王海濤研究員的悉心指導，特此致謝!