李 瓊，鄔成棟，付 虹，錢曉東

(云南省地震局，云南 昆明 650224)

2014年滇東北地區(qū)成組地震前兆異常分析

李 瓊，鄔成棟，付 虹，錢曉東

(云南省地震局，云南 昆明 650224)

在分析了2014年4月5日、8月17日永善5.2和5.0級(jí)地震及8月3日魯?shù)?.5級(jí)地震前滇東北地區(qū)定點(diǎn)前兆異常的基礎(chǔ)上，總結(jié)了前兆異常特征。研究結(jié)果表明，臨近地震發(fā)生的短臨階段，前兆異常數(shù)量明顯增多，永善5.2級(jí)地震的異常主要集中出現(xiàn)在震前3個(gè)月前后，魯?shù)?.5級(jí)地震的異常主要集中出現(xiàn)在震前1個(gè)月左右；空間上前兆異常分布比較集中，大多觀測點(diǎn)有2個(gè)以上測項(xiàng)出現(xiàn)異常；魯?shù)?.5級(jí)地震的異常數(shù)量是永善5.2級(jí)地震的近2倍，地震震級(jí)與異常數(shù)量呈正相關(guān)；魯?shù)?.5級(jí)和永善5.0級(jí)地震的發(fā)震時(shí)間相隔14天，震前異常無法明確區(qū)分。

滇東北地區(qū)；2014年成組地震；前兆異常

中強(qiáng)地震前普遍存在地震前兆，但前兆的數(shù)量、種類、幅度等因地震而異，因地區(qū)而異，每個(gè)地震都具有共性和差異性，地震前兆異常同時(shí)具有規(guī)律性和復(fù)雜性[1]，通過不斷總結(jié)每次地震前觀測到的前兆異常現(xiàn)象和規(guī)律，有助于增加對(duì)不同地震孕育過程的認(rèn)識(shí)，付虹[2]等統(tǒng)計(jì)了云南38組中強(qiáng)震的前兆異常共性特征,得出半年尺度前兆異常數(shù)量增加顯著。滇東北昭通地區(qū)處于地震活動(dòng)最強(qiáng)烈的南北地震帶南段，是云南省破壞性地震發(fā)生相對(duì)頻繁的地區(qū)之一。同時(shí)近10年來，昭通地區(qū)陸續(xù)新建了大量的地震前兆觀測臺(tái)站，加大了觀測網(wǎng)的密度，大大提高了獲取用于判定地震危險(xiǎn)性前兆信息的能力。張立[3]等對(duì)2006年鹽津5.1級(jí)雙震，付虹等[4]對(duì)2012年彝良5.7和5.6級(jí)雙震的前兆異常特征進(jìn)行了總結(jié)。

2014年4月5日、8月17日在昭通永善先后發(fā)生Ms5.2、Ms5.0地震，8月3日魯?shù)榘l(fā)生Ms6.5地震。震后，付虹等[5]、李瓊等[6]、劉耀煒等[7]、皇甫崗等[8]、倪喆等[9]按照不同的學(xué)科，從不同的方面對(duì)魯?shù)镸s6.5級(jí)地震的前兆異常特征進(jìn)行了研究總結(jié)。這三次地震均發(fā)生在馬邊—大關(guān)地震帶內(nèi)，時(shí)間上魯?shù)榈卣鸢l(fā)生在兩次永善地震中間，空間上前兆觀測項(xiàng)目相同，因此有必要把它們當(dāng)成一組地震，對(duì)地震前前兆異常特征進(jìn)行研究。本研究利用滇東北地區(qū)的定點(diǎn)前兆觀測數(shù)據(jù)，研究可能與該組地震有關(guān)的異?，F(xiàn)象，歸納、總結(jié)異常特征，為進(jìn)一步認(rèn)識(shí)中強(qiáng)震的孕育、發(fā)生積累更為全面的震例資料，為異常識(shí)別的可重復(fù)性提供更多的可能性。

1 前兆觀測資料選取和前兆異常

1.1 前兆觀測資料選取

昭通地區(qū)高密度的地震前兆觀測臺(tái)網(wǎng)，大大提高了監(jiān)視本區(qū)中強(qiáng)地震發(fā)生危險(xiǎn)性的能力，震前均能捕捉到大量突出的前兆異常信息。按照震例總結(jié)規(guī)范中研究區(qū)域的確定依據(jù)[10]和地震以震中為圓心半徑200 km和300 km的范圍作為基本研究區(qū)域。魯?shù)?.5級(jí)與永善5.2、5.0級(jí)地震(兩次地震震中相距6.6 km)震中相距115 km，研究區(qū)域包含了26°N以北的整個(gè)滇東北地區(qū)。因此，本研究選用26°N以北整個(gè)滇東北地區(qū)包括形變、電磁波、水位、水溫、水化學(xué)等14個(gè)觀測臺(tái)站107個(gè)觀測臺(tái)項(xiàng)的觀測數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)資料，全面清理，排除干擾，提取信度較好的前兆異常信息。圖1為地震震中及異常臺(tái)站分布。

圖1 地震震中及前兆異常臺(tái)站分布

1.2 前兆異常

按照張肇誠等(2013)編寫的《地震震例總結(jié)規(guī)范》( DB/T24 -2007)，將異常開始時(shí)間在震前1個(gè)月內(nèi)出現(xiàn)的作為臨震異常，2～6個(gè)月為短期異常，6個(gè)月至5年為中期異常，超過5年以上為長期異常。一般情況，約定一次異常過程結(jié)束后3個(gè)月內(nèi)發(fā)生地震視為對(duì)應(yīng)，否則視為虛報(bào)。對(duì)每個(gè)出現(xiàn)異常的觀測項(xiàng)目，逐條標(biāo)記異常開始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間，測量震中至測點(diǎn)的距離，統(tǒng)計(jì)異常開始至發(fā)生地震的間隔時(shí)間，并將工作結(jié)果列于表1、2。圖2為異常曲線。

4月5日永善5.2級(jí)地震前有5個(gè)臺(tái)站10個(gè)測項(xiàng)出現(xiàn)異常，4個(gè)水平擺觀測主要是中期異常，6個(gè)地下流體測項(xiàng)以短期、正異常為主(參見表1)；8月3日魯?shù)?.5、8月17日永善5.0級(jí)地震前有11個(gè)臺(tái)站19個(gè)測項(xiàng)出現(xiàn)異常，短臨異常尤其是臨震異常尤為顯著，流體觀測幾乎全部為正異常(參見表2)。

表1 5.2級(jí)地震前兆異常統(tǒng)計(jì)

表2 6.5、5.0級(jí)地震前兆異常統(tǒng)計(jì)

圖2 前兆異常曲線

2 異常特征分析

2.1 形態(tài)特征

地下流體和電磁波以正異常為主。4月5日永善5.2地震前，正異常占總異常的67%；8月3日、8月17日魯?shù)?.5、永善5.0級(jí)地震前，正異常占總異常的92%。水平擺和垂直擺異常形態(tài)復(fù)雜多樣，沒有明顯的方向性。

2.2 時(shí)間動(dòng)態(tài)演化特征

最早出現(xiàn)異常的是水平擺，出現(xiàn)在8月17日永善5.0級(jí)地震前900多天(參見表1、2)。4月5日永善5.2級(jí)地震前，短期異常占總異常的55%，大部分異常在震前2～3個(gè)月準(zhǔn)同步出現(xiàn)；8月3日魯?shù)?.5級(jí)地震前，以短臨異常為主，尤其是臨震異常比較突出，短臨異常占總異常的74%，臨震異常占短臨異常的64%。

圖3 異常頻次疊加值曲線

對(duì)出現(xiàn)異常的觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行0～1化處理，異常值用“1”表示，其它值用“0”表示，以旬為時(shí)間單位繪制異常頻次曲線(圖3)。從圖3可見，早期異常增長緩慢，5.2級(jí)地震前95天新異常增多，異常數(shù)量持續(xù)上升，震前55天達(dá)到10次，震后25天部分異常轉(zhuǎn)折結(jié)束，異常數(shù)量減少。6月1日開始，大量新異常集中出現(xiàn)，異常數(shù)量快速增加，7月20日異常頻次達(dá)到整個(gè)動(dòng)態(tài)異常過程的最大值16次，之后部分異常轉(zhuǎn)折結(jié)束，7月30日異常頻次降到14次，8月3日在魯?shù)榘l(fā)生6.5級(jí)地震，震后異常頻次持續(xù)下降，8月17日發(fā)生永善5.0級(jí)地震。

2.3 空間分布特征

幾組地震發(fā)生前，異常的空間分布比較集中。永善5.2級(jí)地震前，5個(gè)臺(tái)站集中出現(xiàn)10項(xiàng)異常，尤其魯?shù)橛^測點(diǎn)集中出現(xiàn)4項(xiàng)異常(參見表1)。魯?shù)?.5、永善5.0級(jí)地震前，11個(gè)臺(tái)站集中出現(xiàn)19項(xiàng)異常，永善、大關(guān)2個(gè)臺(tái)站分別出現(xiàn)3項(xiàng)異常，有4個(gè)臺(tái)站分別出現(xiàn)2項(xiàng)異常，昭通市集中出現(xiàn)7項(xiàng)異常(參見表2)。

3 討論與結(jié)論

(1)中期異常以形變異常為主，沒有觀測到長期異常，地震發(fā)生的短臨階段，異常數(shù)量明顯增多，準(zhǔn)同步群體現(xiàn)象明顯。永善5.2級(jí)地震前，50%的異常在地震前3個(gè)月前后出現(xiàn)；魯?shù)?.5級(jí)地震前，臨震異常特別突出，53%的異常在地震前1個(gè)月前后出現(xiàn)。異常在時(shí)間上的演化特征可以作為對(duì)地震孕育進(jìn)入短臨階段在一定程度上的判斷指標(biāo)。

(2)微觀前兆異常是監(jiān)視區(qū)域地殼應(yīng)力增強(qiáng)作用下地殼介質(zhì)產(chǎn)生應(yīng)變和應(yīng)力集中并達(dá)到一定量的結(jié)果和傳遞出的信息，其異常臺(tái)項(xiàng)數(shù)和應(yīng)力集中點(diǎn)數(shù)與區(qū)域應(yīng)力強(qiáng)度也成正相關(guān)[11]。魯?shù)?.5級(jí)地震的前兆異常是永善5.2級(jí)地震的2倍，異常數(shù)量與地震震級(jí)呈正相關(guān)；魯?shù)?.5級(jí)地震的臨震異常顯著，可能由于更大地震發(fā)生的臨震階段積累足夠的能量，才能將地下深部介質(zhì)的更多異常信息傳遞到淺層地表，引起前兆觀測的異常變化。短臨階段前兆異常顯著增多可能與區(qū)域應(yīng)力水平增高有關(guān)，區(qū)域應(yīng)力水平增高時(shí)有利于中等或較強(qiáng)地震發(fā)生。

(3)前兆異常在空間分布上比較集中，大部分異常集中出現(xiàn)在部分臺(tái)站，僅有不到30%的異常是單臺(tái)單測項(xiàng)。分析認(rèn)為，單臺(tái)單測項(xiàng)的情況主要是因?yàn)榕_(tái)站的觀測項(xiàng)目本身就很單一。增加觀測項(xiàng)目，實(shí)行單臺(tái)多測項(xiàng)的綜合觀測，可能對(duì)提高地震短期預(yù)測水平更行之有效。

(4)永善5.2級(jí)地震前出現(xiàn)的短臨異常指標(biāo)在震后幾乎全部恢復(fù)正常，部分中期異常持續(xù)到5.0級(jí)地震后。按照云南震后異常與新地震異常的識(shí)別原則[5]，應(yīng)該將8月3日魯?shù)?.5級(jí)地震前結(jié)束的異常歸為6.5級(jí)地震，6.5級(jí)地震以后仍然持續(xù)的異常繼續(xù)作為5.0級(jí)地震的異常，但是，5.0級(jí)和6.5級(jí)地震發(fā)生在相同危險(xiǎn)區(qū)內(nèi)，震中相距115 km，發(fā)震時(shí)間相隔14天，6.5級(jí)地震前結(jié)束的異常對(duì)5.0級(jí)地震仍然具有預(yù)報(bào)意義，很難將它們的前兆異常明確區(qū)分開。

[1] 張國民，張曉東，吳榮輝，等. 地震預(yù)報(bào)回顧與展望[J]． 國際地震動(dòng)態(tài)，2005( 5) : 39-53.

[2] 付虹,李永莉,趙小艷，等. 云南M≥5地震震前異常的統(tǒng)計(jì)特征[J].地震研究，31(4)：335-339.

[3] 張立，申玻，官致君，等. 鹽津地震流體前兆異常分析[J].地震，2007,27(2)：121-129.

[4] 付虹，錢曉東，蘇有錦，等.2012年9月7日彝良5.7、5.6級(jí)地震預(yù)測及科學(xué)依據(jù)[J].地震研究，2013,36(2)：141-147.

[5] 付虹，錢曉東，毛玉平，等.2114年云南魯?shù)镸S6.5地震異常及預(yù)測[J].地震研究，2014,38(2)：181-188.

[6] 李瓊，付虹，朱榮歡，等.滇東北MS≥5.0地震前地下流體異常特征與2014年云南魯?shù)?.5級(jí)地震研究[J].地震研究，2014,37(4)：495-502.

[7] 劉耀煒，任宏微，張磊，等. 魯?shù)?. 5級(jí)地震地下流體典型異常與前兆機(jī)理分析[J].地震地質(zhì)，2015，37(1)：307-318.

[8] 皇甫崗，陳勤，王彬，等.2014年云南魯?shù)?.5級(jí)地震[M].昆明：云南科技出版社，2015:111-138.

[9] 倪喆，袁潔浩，王粲，等.2014年云南魯?shù)?.5級(jí)、永善5.0級(jí)地震前巖石圈磁場局部異常特征分析[J].地震研究，2014,7(4)：537-541.

[10] 張肇誠，陳祺福，鄭大林.震例總結(jié)研究探討(DB/T 24-2007《震例總結(jié)規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)解讀)[M].北京：地震出版社，2013：14.

[11] 陳立德，付虹. 強(qiáng)震短臨前兆異常共性特征的物理基礎(chǔ)[J]．地震研究，2008,31( 2)：99 -102.

Analysis on the Precursory Anomalies of Group Earthquakes in the Northeast of Yunnan Province in 2014

LI Qiong, WU Chengdong, FU Hong, QIAN Xiaodong

(Earthquake Administration of Yunnan Province 650224, China)

In this paper, the fixed point precursory anomalies in Northeast of Yunnan Province before Yongshan 5.2, 5.0 and Ludian 6.5 earthquakes on 5 April, 17 August and 3 August 2014 respectively are analyzed. At the same time, the characteristics of anomalies are summarized. The result show that during the short time, the quantity of precursory anomalies significantly increased. The anomalies mainly concentrated in period of 3 months before Yongshan 5.2 earthquake, and the anomalies of Ludian 6.5 earthquake concentrated in about 1 month. More are concentrated in the spatial distribution of anomalies. And most of observation points have 2 or more anomalies. Abnormal quantity before the Ludian 6.5 earthquake is 2 times that before the Yongshan 5.2 earthquake. The magnitude is positively correlated with the number of anomalies. Yongshan 5.0 earthquake occurred 14 days after Ludian 6.5 earthquake. Their precursory anomalies cannot be clearly distinguished.

Northeast of Yunnan Province; grouping earthquakes occurred in 2014; precursor anomaly

2016-12-27

滇東北重點(diǎn)危險(xiǎn)區(qū)震情跟蹤專項(xiàng)任務(wù)

李瓊(1981-)，女，云南省瀘西縣人，工程師.主要從事地下流體及地震預(yù)報(bào)研究.

P315.7

B

1001-8115(2017)01-0019-05

10.13716/j.cnki.1001-8115.2017.01.005