1、高原地震第12卷 第4期Vol.12 No.4 2000年12月EARTHQUAKERESEARCHINPLATEAUDec.2000姚安615級地震前兆異常動態(tài)演變特征劉翔(云南省地震局,云南昆明 650041)摘要:把研究區(qū)劃分為孕震區(qū)和外圍區(qū),按層次分析地震前兆異常動態(tài)演變的方法,分析研究2000年1月15日云南省姚安615級地震前,震源區(qū)及其周圍中等地震活動空間分布、小震群活動、地震危險度D及地下流體、地磁、地電、地形變等前兆手段異常變化,得出了姚安615級地震孕育過程前兆異常動態(tài)演變特征。其主要特征為:1.孕震區(qū)地震活動演變方式為活動增強-異常平靜-發(fā)震;2.孕震區(qū)外圍附近地區(qū)地震活

2、動表現(xiàn)為平靜-活動增強,當?shù)卣鹪杏M入中期階段,地震活動形成地震密集區(qū);3.地震孕育發(fā)展中短期階段,地下流體、地磁、地電、地形變等多項前兆手段出現(xiàn)同步異常變化,至短臨階段,這些異常大多出現(xiàn)轉(zhuǎn)折或恢復。關(guān)鍵詞:地震前兆;異常;演變中圖分類號:P31515 文獻標識碼:A 文章編號:1005-586X(2000)04-0012-070 前 言近年來我國地震專家及學者對我國中強以上地震孕育過程,地震活動時空演化特征作了深入分析研究,指出臨震階段,可能出現(xiàn)中小地震條塊分布、顯著的/逼近地震0等震兆。這些研究結(jié)果對我們在地震預報過程中,判斷地震孕育發(fā)展階段具有重要的指導意義。2000年1月15日云南省楚

3、雄州姚安縣發(fā)生615級破壞性地震。震前,該地區(qū)4級以上地震長期處于平靜狀態(tài),至短臨階段,也沒有出現(xiàn)小震群活動。按目前地震預報水平,我們對這一類地震短臨預報大多感到困難。通過對姚安地震前,其震源及外圍地區(qū)地震活動演變圖像及地下流體、地磁、地電、地形變等前兆異常動態(tài)演變特征的分析研究發(fā)現(xiàn),震源外圍地區(qū)前兆異常演變過程相應(yīng)地反映了區(qū)域應(yīng)力場應(yīng)力水平狀態(tài),此異常變化可作為識別地震孕育所處階段的一重要信息。1 地震異常動態(tài)演變特征111 地震活動動態(tài)演變特征云南省姚安縣處于地震活動帶,據(jù)歷史地震資料統(tǒng)計,該地區(qū)及附近多次發(fā)生中強以上地震。1993年姚安及附近的大姚連續(xù)發(fā)生2次5級地震,同時,在其NE方向

4、,沿楚雄-通海斷裂出現(xiàn)4級地震活動,并形成NE向地震條帶分布(見圖1a)。1994年下半年至1996年初,此地震條帶消失,2年無4級地震活動(見圖1b)。此后,楚雄-通海斷裂帶地244期 劉翔:姚安615級地震前兆異常動態(tài)演變特征 13震仍處于平靜狀態(tài),至1999年底僅發(fā)生3次4級地震(見圖1c)。中甸-大理、楚雄-通海地震帶位于川滇菱形塊體西南邊界,姚安位于楚雄-通海斷裂北端。由歷史地震資料統(tǒng)計,中甸、麗江6級以上地震后,姚安-通海一帶相繼發(fā)生6級以上地震(見表1)。因此認為,1996年2月3日麗江710級地震后,楚雄-通海斷裂上的地震平靜是該帶處于閉瑣狀態(tài)的一種表現(xiàn)。1圖1 姚安615級地

5、震前4級以上地震活動空間分布Fig.1 SpatialdistributionofMs410earthquakesactivitybeforeYao.anMs6.5earthquake表1序號12345地震時間1925-10-151933-06-071961-06-271966-09-281996-02-03中甸、麗江與楚雄-通海6級以上地震關(guān)系中甸、麗江一帶震級610613610614710地點麗江中甸中甸中甸麗江地震時間1929-03-221934-01-121962-06-241970-01-052000-01-15楚雄-通海地震帶震級610610612717615地點通海通海南華通海姚

6、安時間間隔314年7個月1年3125年4年如果把姚安-通海地震帶視為近場區(qū),除此外的附近地區(qū)視為遠場區(qū)(范圍:23175b26125bN,9915b103.5bE),圖2為2區(qū)4級以上地震月頻次時間進程圖。由圖可見,當近場區(qū)地震活動時(見圖2a),遠場區(qū)地震活動處于較低水平(見圖2b);而當近場區(qū)地震活動處于異常平靜狀態(tài)時,遠場區(qū)地震則逐漸活躍起來,其活躍時段為1994年下半年1995年、1998年1999年上半年兩時段。在4級地震第2活動段,遠場區(qū)多處出現(xiàn)小震群活動。例如:姚安615級地震前1年至半年,下關(guān)、昌寧出現(xiàn)罕見的小震活動,其小震活動水平達近年來最高水平(見圖3a、3b)。綜上所述,

7、可得出姚安615級地震孕育過程,地震活動主要有以下2個特征:1.地震孕育中、短期階段,地震活動表現(xiàn)為遠場活躍,近場平靜;2.地震孕育后期階段,遠場小震群增多。14 高 原 地 震 第12卷圖2 姚安615級地震前近場與遠場4級以上地震活動月頻次Fig.2 MonthlyfrequenceofMs410earthquakesactivityinnearandfarfieldsbeforeYaocanMs6.5earthquake圖3 遠場區(qū)小震活動月頻次Fig.3 Monthlyfrequenceofsmallearthquakesactivityinfarfield1.2 地震危險度D值異常動

8、態(tài)特征姚安615級地震孕育后期階段,遠場區(qū)雖然多處出現(xiàn)小震群活動,但4級地震活動在空間分布上卻高度集中。即1998年11月20日至2000年1月15日云南省內(nèi)4級地震活動主要集中在姚安西部下關(guān)、潞西一帶并形成4級地震密集區(qū),省內(nèi)其它地區(qū)4級地震活動處于相對平靜狀態(tài)(見圖4)。2000年1月15日姚安615級地震恰好發(fā)生在4級地震密集區(qū)附近,震中距地震密集區(qū)邊界最小距離為83km。D值是反映地震在時間分布上的叢集程度的一參數(shù),近年來運用于地震中期預報。,4期 劉翔:姚安615級地震前兆異常動態(tài)演變特征 15階段,在孕震區(qū)附近D值出現(xiàn)高值異常。圖5為以2b2b為單元,時間長度為1年,地震下限取21

9、5級的云南D值空間分布圖。由圖看出,1997年云南省內(nèi)D值除了在27b29bN、99b101bE范圍內(nèi)偏高外(1998年11月19日寧蒗612級地震震中恰好在此區(qū)域的邊沿),大部分地區(qū)D值小于0111(見圖5a),1998年在24b26bN;99b101bE區(qū)域內(nèi),D值增高至0127(見圖5b),但1999年D值減小到0114(見圖5c)。2000年1月15日姚安615級地震恰好發(fā)生在高D值區(qū)域邊界。由此得出:若取D0111為異常,則震前連片異常出現(xiàn)在震源區(qū)西部外圍地區(qū)。圖4 云南4級以上震中分布(1998-11-202000-01-15)Fig.4 Epicentraldistributio

10、nofMs4.0earthquakesinYunnan由上述看到,姚安615級地震前,由于震源區(qū)介質(zhì)較長時段處于硬化狀態(tài),表現(xiàn)出平靜異常,而震源外圍地區(qū)地震活動異常圖像則隨著區(qū)域應(yīng)力場加強過程,出現(xiàn)活動增強、空間集中等變化。圖5 云南省地震危險度D值空間分布Fig.5 SpatialdistributionofseismicriskDvalueinYunnanprovince2 前兆異常動態(tài)演變特征姚安615級地震活動孕震過程,各項地震活動異常主要出現(xiàn)在中短期階段,短臨異常很不突出。清理分析全省地下流體、地磁、地電、地形變等多項前兆手段觀測資料,結(jié)果發(fā)現(xiàn),在本次地震前,定點前兆場有多項手段在1

11、999年下半年起出現(xiàn)同步異常變化。這些,16 高 原 地 震 第12卷現(xiàn)明顯轉(zhuǎn)折或恢復正常的變化,這一變化特征是地震孕育過程發(fā)展至短臨階段的重要標志2。其中,最典型的異常有:圖6 姚安615級地震前定點觀測前兆異常Fig.6 PrecursoryanomaliesbeforeYao.anMs6.5earthquakeinsomestations1.峨山地溫異常:峨山井位于楚雄-通海斷裂帶南端,距姚安615級地震震中202km。由圖6a可見,正常狀態(tài)下,峨山地溫觀測值變化比較穩(wěn)定,但其日均值自1999年5月中旬開始出現(xiàn)較小的起伏變化,1999年8月8日則出現(xiàn)快速上升的異常變化,至9月底,所上升的

12、異常幅度為正常變化幅度的200倍。10月初,該井水溫迅速轉(zhuǎn)折下降,至114期 劉翔:姚安615級地震前兆異常動態(tài)演變特征 17月底,其異常恢復到正常狀態(tài)。雖然,在異常恢復過程中,在距離該井約67km的澄江發(fā)生了512級地震,但此異常幅度表明區(qū)域應(yīng)力場很強,孕育的地震應(yīng)是一個較強地震。結(jié)果,異常結(jié)束46天后,在同一斷裂帶的另一端姚安發(fā)生了615級地震,震中距峨山202km。2.石屏地磁磁偏角異常:1999年11月中旬起,地磁磁偏角打破其平穩(wěn)變化狀態(tài)逐漸增大。1999年11月25日澄江512級地震后,其異常繼續(xù)增大,至1999年12月4日,磁偏角比正常狀態(tài)增大3分。12月8日異常轉(zhuǎn)折緩慢向正常發(fā)展

13、,間隔38天,發(fā)生姚安615級地震(見圖6b)。3.騰沖水氡異常:騰沖-龍陵為云南西部高溫溫泉發(fā)育地帶,溫泉密度最大、且溫度最高,比其它地區(qū)高25倍,大地熱流也比其它地區(qū)高三分之一。騰沖水氡觀測井有100多米,為構(gòu)造裂隙水,水溫為2319e。由于其特殊的地質(zhì)環(huán)境,在區(qū)域應(yīng)力的作用下,該井流體物質(zhì)容易與周圍地下物質(zhì)交流。因此,云南省中強地震前,騰沖水氡多出現(xiàn)高值異常變化。1999年9月起,水氡日均值逐漸增大,至9月底上升幅度達1418Bq/L,異常幅度與1998年11月19日云南寧蒗612級地震前的異常幅度相當。1992年12月15日起快速下降,至月底,水氡日均值恢復到正常狀態(tài),間隔15天,發(fā)生

14、姚安615級地震(見圖6e)。其它多項前兆如芒市地溫、元謀地電、彌渡地傾斜等也出現(xiàn)類似異常變化。3 結(jié)論及討論綜上所述,姚安615級地震孕育過程,其前兆異常有以下顯著特征:1.孕育早期,孕震區(qū)及所處的活動斷裂帶中等地震比較活躍。之后較長時間,孕震區(qū)及其所處活動斷裂地震活動處于閉鎖狀態(tài),形成了活動-平靜-發(fā)震的孕震模式;2.震源區(qū)地震活動平靜異常過程,震源外圍地區(qū)地震活動逐漸增強。地震孕育發(fā)展至中期階段,小震群活動增多;3.地震孕育中短期階段,前兆臺網(wǎng)出現(xiàn)多項大幅度的前兆異常。地震短臨階段,這些異常出現(xiàn)明顯的轉(zhuǎn)折或恢復。按目前地震預報科學發(fā)展水平而言,地震預報工作者對活動平靜-發(fā)震孕震模式的地震

15、短臨階段識別的方法及經(jīng)驗較少。從本次地震孕育過程可清晰地看出,其孕震最大特點為內(nèi)靜外動。雖然本次姚安地震孕震區(qū)沒有像平靜-活動-發(fā)震模式的地震一樣在地震孕育后期出現(xiàn)前兆震群活動,但在震源區(qū)邊沿附近卻形成地震活動密集。此變化為地震地點準確判斷提供了一定的依據(jù)。本次地震短臨階段,前兆異常主要表現(xiàn)為定點觀測前兆手段的異常。這2個特征是否為多數(shù)孕震模式為活動-平靜-發(fā)震模式地震的共同特征,有待于做更多深入的研究工作。參考文獻:1 劉祖蔭.滇西地震預報實驗研究論文集C.北京:地震出版社,1996.3949.2 梅世蓉.地震科學研究論文選集C.北京:地震出版社,1993.262273.18 高 原 地 震

16、 第12卷DYNAMICEVOLUTIONOFPRECURSORYANOMALYBEFOREYAO.ANMs615EARTHQUAKELIUXiang(SeismologicalBureauofYunnanProvince,KunmingYunnan 650041,China)Abstract:Theauthorhasdividedthestudyregionintoseismogeniczoneandouterarea,andaccord-ingtotheseismicprecursoryanomalydynamicevolution,hehasanalysedthetemporalands

17、patialdistributionofmediumearthquakes,microearthquakeswarmactivity,earthquakeriskdegree(D)andprecursoryanomaliesofundergroundfluid,geomagnetism,geoelectricityanddeformationintheseis-mogeniczonebeforeYao.anMs6.5earthquake,andgotthecharacteristicsofthisevent:1.Evolu-tionprocessisseismicityenhanced-anomalyquiet-earthquakeoccurrenceintheseismogeniczone;2.Theseismicityisquiet-enha