云南盈江M_S6.1地震前兆異常特征分析

李瓊　付虹　錢曉東

摘要：通過對2014年5月30日盈江M_S6.1地震前距離震中450km范圍內(nèi)所有前兆觀測資料進行分析，提取震前異常，總結(jié)異常特征。研究結(jié)果表明：前兆異常在時間上具有階段性特征，中、短期階段，震前1年左右異常數(shù)量開始增加：短臨階段，震前1～2月異常數(shù)量增加、速率加大，同時有部分前兆趨勢異常出現(xiàn)轉(zhuǎn)折結(jié)束。前兆異常在空間上比較分散，但距離震中200km范圍內(nèi)的異常數(shù)量比例比震中距200～450km范圍內(nèi)的大。水溫、流量、水氡、氣汞測項的映震效果最好。

關(guān)鍵詞：盈江M_S6.1地震；前兆異常；時空演化特征

中圖分類號：P315.72 文獻標識碼：A 文章編號：1000-0666（2016）02-0207-08

0 前言

地震能否預測一度引起國際性的爭論（Wyss，1997）。2003年9月，在日本北部的十勝-大木8.0級大地震發(fā)生前，分布在日本群島各地的1224個全球定位系統(tǒng)（GPS）臺站和約1000臺地震儀沒有觀測到任何地震前兆現(xiàn)象（Cyranoski，2004a），2004年10月，在美國帕克菲爾德地震前，也未獲得十分可信的具有預報意義的前兆觀測數(shù)據(jù)（cymnos-ki-2004b）。但是我國的地震預測工作仍在不斷發(fā)展中，長、中、短、臨預測都得到了有成效的進展（付虹等，2013；蘇有錦，2004）。

大震發(fā)生前，前兆異常在時、空上普遍存在非均勻分布特征，在地震孕育進入短臨階段，前兆群體變化一反長期相對穩(wěn)定的趨勢發(fā)展出現(xiàn)轉(zhuǎn)折、突變、加速，同時出現(xiàn)異常種類增加（梅世蓉等，1993）。一次破壞性地震發(fā)生前常伴隨著較大區(qū)域多組構(gòu)造、活動斷層的應力水平增加，與此相關(guān)的前兆現(xiàn)象更多的是群體現(xiàn)象，因此以群體前兆異常作為地震前兆更為合理（林輝等，2004）。地震是一個小概率事件，在以經(jīng)驗預報為主的初級階段，震例總結(jié)是獲得前兆特征認識和積累地震預測經(jīng)驗的重要途徑（張立，2013）。為此，很多地震學者在地震前兆異常特征研究方面做了大量工作，得到許多有意義的結(jié)果（付虹等，1997a，b，2007，2008；趙慈平，2002；李瓊等，2014；陳立德，羅平，1997；錢曉東等，2012）。2014年5月24日4時49分，在盈江縣境內(nèi)（25.0°N，97.8°E）發(fā)生M_S5.6地震，5月30日9時20分，在同一地點再次發(fā)生M_S6.1地震，這是盈江縣境內(nèi)歷史上發(fā)生的最大地震。本文選用距離盈江M_S6.1地震震中450km范圍內(nèi)的前兆觀測項目，全面分析該地震震前異常，歸納、總結(jié)前兆異常的時空演化特征，為進一步認識強震的孕育、發(fā)生過程積累震例資料。

1 前兆觀測資料選取和異常分析

1.1 資料選取

按照索波列夫（1991）給出的應力應變影響最大范圍公式R=10^0.433M進行計算，得到盈江M_S6.1地震的最大應力應變影響范圍可以達到距離震中438km范圍內(nèi)。因此筆者選用距離震中450km范圍內(nèi)所有數(shù)字化及模擬前兆觀測資料，對其進行全面掃描、深入清理。研究結(jié)果表明，震前所有前兆觀測手段均出現(xiàn)異常變化，共有17個測點35個測項。圖1為盈江M_S6.1地震震中及異常觀測點分布圖。

1.2 異常分析結(jié)果

對出現(xiàn)異常的觀測項目，逐條標記異常起始時間和結(jié)束時間，測量震中至測點的距離，統(tǒng)計異常開始和異常結(jié)束至地震發(fā)生的間隔時間，并將統(tǒng)計結(jié)果列于表1，圖2為部分前兆異常曲線時間進程圖。

震前共有8個觀測點的17項水化學觀測項目出現(xiàn)異常，12個觀測點的14項水物理觀測項目出現(xiàn)異常，電場、定點形變異常較少，僅有2個觀測點4項觀測項目出現(xiàn)異常，形變異常僅有1項（表1）。

2 前兆異常特征分析

2.1 時間變化特征

前兆異常月頻次統(tǒng)計圖（圖3）顯示，最先出現(xiàn)異常的是水物理測項，但是僅有1項，震前12個月異常項數(shù)逐步遞增，地震當月異常密集出現(xiàn)，之后部分異常轉(zhuǎn)折結(jié)束：水化學異常在震前4個月迅速增多，地震當月部分異常轉(zhuǎn)折，異常項數(shù)突然減少：磁電、形變異常出現(xiàn)最晚，在震前4個月，地震當月數(shù)量最多，臨震有部分異常轉(zhuǎn)折結(jié)束。從總異常項數(shù)看，異常的出現(xiàn)在時間上具有明顯的階段性，前期呈穩(wěn)定的緩增趨勢，震前3個月，種類增多，項數(shù)以每月4項左右的速度快速增加，地震當月達到最大值，之后有部分異常轉(zhuǎn)折結(jié)束，緊接著發(fā)生地震。

2.2 空間演化特征

從前兆異常時空演化進程圖（圖4）看，地震前距離震中200km范圍內(nèi)有7個測點20項測項出現(xiàn)異常，距離震中200～400km范圍內(nèi)有10個測點15項測項出現(xiàn)異常，表示震中附近單個測點的群體異常特點較顯著。地震發(fā)生前5個月，異常項數(shù)急劇增多，且較均勻的分布在距離震中0～400km空間范圍內(nèi)，表明出現(xiàn)大面積的前兆群體突變異常，可能是區(qū)域應力水平增強的結(jié)果，在這種應力狀態(tài)下有利于強震的發(fā)生，這與魯?shù)?.5級地震的前兆異常特點類似（付虹等，2014）。

2.3 不同測項映震特征

依據(jù)震例總結(jié)規(guī)范（張肇誠等，2013），距離震中300km范圍內(nèi)共有19個前兆觀測點，188個測項，地震前有29個測項出現(xiàn)異常。距離震中100km范圍內(nèi)異常項數(shù)占觀測總數(shù)的27%，100～200km為15%，200～300km為11%（表2）。

3 結(jié)論和討論

盈江地震前，水溫、流量、水氡、氣汞的映震效果好，越靠近震中，異常越顯著。形變、磁電測項最多，震前異常并不顯著，可能是由測點稀少，分布不均，觀測質(zhì)量不好造成的。騰沖、龍陵、保山觀測點出現(xiàn)多手段、不同測項間的準同步、群體性綜合異常變化。因此，加密測點、增加測項、提高觀測質(zhì)量，進行多測點、多測項的綜合分析可以有效地提高地震監(jiān)測預報能力（楊竹轉(zhuǎn)等，2007；劉耀煒等，2004；車用太等，1996）。

盈江地震前的中、短期階段（陳棋福等，2002），磁電、形變觀測手段出現(xiàn)異常，流體異常項數(shù)呈穩(wěn)步緩增趨勢。短期階段，所有觀測手段均有不同程度的前兆異常出現(xiàn)，數(shù)量上快速增長，地震當月達到最大值，緊接著部分異常轉(zhuǎn)折結(jié)束，異常數(shù)量銳減。前兆異常項數(shù)在時間進程上的階段性演化特點，是判斷發(fā)震時間的有效資料。

前兆觀測異常的空間分布特征顯示，距離震中200km似乎是個分界點，距離震中200km范圍內(nèi)的異常觀測點比200km范圍外少，但是異常項數(shù)反而多，說明靠近震中區(qū)單個測點的群體異常特點相對明顯。震前5個月，異常項數(shù)快速增多，且在空間上分布比較均勻，表明前兆觀測異常是監(jiān)視區(qū)域地殼應力增強作用下地殼介質(zhì)產(chǎn)生應變和應力集中并達到一定量的結(jié)果和傳遞出的信息，異常項數(shù)和應力集中點數(shù)與區(qū)域應力強度成正相關(guān)（陳立德，付虹，2008）。

前兆異常數(shù)量一方面顯著增加，另一方面又有部分異常結(jié)束出現(xiàn)轉(zhuǎn)折是盈江地震進入臨震階段的顯著特征，這一特征可以為地震進入短臨階段的判斷提供依據(jù)。