付 虹，洪 敏，王光明，胡小靜，李 祥，李智蓉，劉自鳳

(1.云南省地震局，云南 昆明 650224；2.江川縣防震減災(zāi)局，云南 江川 652600)

0 引言

在地震預(yù)測(cè)工作中，實(shí)際情況比理想模型要復(fù)雜得多，最主要的原因是發(fā)震機(jī)理還不清楚，沒(méi)有得到可以用于預(yù)測(cè)的實(shí)用模型。前人針對(duì)地震發(fā)震機(jī)理進(jìn)行了大量的研究，從早期的彈性回跳(Reid，1910)，到深部物質(zhì)上涌(Zhao，2001)等假說(shuō)，在不斷認(rèn)識(shí)地震成因的同時(shí)，以期得到可以用于預(yù)測(cè)的實(shí)用模型，進(jìn)而解決地震預(yù)測(cè)問(wèn)題。但在使用現(xiàn)成的理論模型進(jìn)行實(shí)際地震預(yù)測(cè)中，未見(jiàn)成功預(yù)測(cè)的實(shí)例。近期有專家指出，一直以來(lái)都沒(méi)有一個(gè)通過(guò)實(shí)踐證明可用于預(yù)測(cè)的實(shí)用模型，能夠用來(lái)指導(dǎo)實(shí)際地震預(yù)測(cè)；在多數(shù)情況下，無(wú)法用明確的模型或者數(shù)據(jù)生成器進(jìn)行地震預(yù)測(cè)，寄希望于建立“動(dòng)力學(xué)模型”或 “物理模型”的觀點(diǎn)，其實(shí)是在研究物理機(jī)制，而不是在研究預(yù)測(cè)科學(xué)，脫離了預(yù)測(cè)的本意(蔣長(zhǎng)勝，2020)。這或許也說(shuō)明了利用實(shí)用模型進(jìn)行預(yù)測(cè)之路還較為遙遠(yuǎn)，從實(shí)際出發(fā)進(jìn)行預(yù)測(cè)研究更符合現(xiàn)實(shí)。

地震前兆的探測(cè)研究是地震預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)，是近幾十年來(lái)各國(guó)研究者孜孜以求的地震預(yù)報(bào)的一條基本途徑(張國(guó)民，1993)，對(duì)于地震預(yù)測(cè)研究者來(lái)說(shuō)，從觀測(cè)事實(shí)出發(fā)來(lái)探尋地震預(yù)測(cè)的可能性是現(xiàn)階段經(jīng)驗(yàn)預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)。前人對(duì)已發(fā)生的地震進(jìn)行了大量的總結(jié)，就單一的破壞性地震總結(jié)而言，截至2019年，正式出版的14冊(cè)《中國(guó)震例》，對(duì)1966—2012年發(fā)生在中國(guó)大陸的270多次5級(jí)以上地震，按照5級(jí)地震200 km、6級(jí)地震300 km、7級(jí)地震500 km統(tǒng)計(jì)范圍的原則進(jìn)行了資料收集，并對(duì)其地震活動(dòng)和地球物理觀測(cè)資料進(jìn)行了分析和總結(jié)。不少學(xué)者通過(guò)這些震例總結(jié)給出異常的統(tǒng)計(jì)特征(鄭兆苾等，2006；付虹等，2008)，不斷增加認(rèn)識(shí)，是現(xiàn)階段實(shí)際地震預(yù)測(cè)需要繼續(xù)完成的工作。陳立德等(2000，2008)通過(guò)對(duì)20世紀(jì)七八十年代川滇地區(qū)大震異常進(jìn)行總結(jié)，歸納了大震的6條共性特征：震源區(qū)平靜震前存在空區(qū)空段、外圍活躍震源平靜、短臨階段有“巨變”異常、短臨階段異常數(shù)量增加以及異常臺(tái)站不連續(xù)性和異常外早內(nèi)晚(這兩個(gè)特征無(wú)法用于地震預(yù)測(cè))，并對(duì)這些特征進(jìn)行了物理解釋，這些特征在云南區(qū)域的地震預(yù)測(cè)工作中一直被應(yīng)用和檢驗(yàn)。但隨著時(shí)間的推移以及觀測(cè)技術(shù)的不斷更新，地震預(yù)測(cè)實(shí)踐中不斷有新的現(xiàn)象出現(xiàn)，本文擬從云南區(qū)域強(qiáng)震前觀測(cè)到的現(xiàn)象出發(fā)，突出強(qiáng)震孕育共性特征的階段性，探討云南區(qū)域有動(dòng)力學(xué)含義的階段異常共性特征，為實(shí)現(xiàn)中短期強(qiáng)震預(yù)測(cè)跟蹤和機(jī)理研究，提供更好的借鑒。

震級(jí)和頻度關(guān)系lgN=a-bM(Gutenberg，Richter，1944)，是地震學(xué)中最經(jīng)典的統(tǒng)計(jì)公式，它表征了大小地震的比例關(guān)系；小地震頻次增多時(shí)，更大地震發(fā)生概率增加。因此本文的地震學(xué)參數(shù)計(jì)算主要圍繞中小地震進(jìn)行。經(jīng)過(guò)“八五”攻關(guān)研究后，研究者提出了比較多的地震學(xué)參數(shù)計(jì)算方法，這些參數(shù)里很多具有相關(guān)性(韓渭賓等，2001，2003)。筆者認(rèn)為在云南區(qū)域最有效的參數(shù)是地震頻度，其次b值因與巖石的應(yīng)力和介質(zhì)狀態(tài)有關(guān)(吳開(kāi)統(tǒng)等，1986)，b值降低，表明應(yīng)力增強(qiáng)，物理意義清楚。因此，選用地震頻度和b值回溯強(qiáng)震前近場(chǎng)區(qū)的地震參數(shù)演化特征。

地球物理觀測(cè)資料在短臨階段的作用是不可忽視的，當(dāng)它出現(xiàn)“巨幅”異常時(shí)，可以把時(shí)間縮短到70 d內(nèi)(陳立德等，2008)，這主要是根據(jù)模擬觀測(cè)時(shí)期得到的結(jié)論，數(shù)字化時(shí)代的觀測(cè)資料是否還存在類似現(xiàn)象？2011年以來(lái)，云南區(qū)域的GNSS固定觀測(cè)臺(tái)站開(kāi)始產(chǎn)出資料，并逐步開(kāi)展了基于GNSS觀測(cè)資料的區(qū)域地殼形變-應(yīng)變特征研究，引入GNSS資料用于短臨階段的地震預(yù)測(cè)探索，進(jìn)一步發(fā)揮GNSS資料在長(zhǎng)中短臨地震預(yù)報(bào)體系中的作用，是本文研究的重點(diǎn)。本文擬以強(qiáng)震前近場(chǎng)區(qū)(指震中附近半徑100 km或2°×2°范圍內(nèi)的區(qū)域)的中小地震為主，輔以地球物理觀測(cè)資料，探討大地震的階段性。

1 資料選取

云南區(qū)域的歷史地震記載在1900年以前有大量的遺漏，M≥6.8強(qiáng)震在20世紀(jì)以來(lái)有相對(duì)完備的記載和記錄，5級(jí)中等地震在20世紀(jì)30年代開(kāi)始才有比較完整記錄，歷史地震記載主要遺漏地區(qū)是滇西南地區(qū)(皇甫崗，李忠華，2010)。在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、人口稠密的昆明、通海和大理一帶的歷史地震記載相對(duì)較早，20世紀(jì)以來(lái)5級(jí)地震遺漏相對(duì)也較少。參考云南區(qū)域1900年以來(lái)的強(qiáng)震活動(dòng)性，可以將6.8級(jí)地震作為區(qū)域地震活躍、平靜期的劃分震級(jí)(付虹等，1997；蘇有錦等，2001；皇甫崗，秦嘉政，2006)，本文選取1900年以來(lái)M≥6.8強(qiáng)震作為研究樣本(表1)。從表1可見(jiàn)，在20世紀(jì)30年代以前的樣本中，沒(méi)有滇西南地區(qū)的，因此強(qiáng)震前中等地震活動(dòng)的完整性基本可信。

表1 1900年以來(lái)云南省M≥6.8地震一覽表

云南的地震觀測(cè)臺(tái)網(wǎng)從1964年開(kāi)始建立，但大部分臺(tái)站是1970年通海地震以后建的。1971年以來(lái)云南地震觀測(cè)臺(tái)網(wǎng)基本能控制云南省內(nèi)3.0級(jí)以上的地震(劉麗芳等，2012)。因此強(qiáng)震附近的中小地震計(jì)算，1971年后下限震級(jí)使用3.0級(jí)以上是合理的。

2 地震活動(dòng)的階段特征

活動(dòng)斷裂的閉鎖段是未來(lái)的潛在震源區(qū)(武艷強(qiáng)等，2018)這是共識(shí)，研究閉鎖段成為地震中長(zhǎng)期預(yù)測(cè)常用的方法之一，是尋找潛在震源區(qū)的好方法，對(duì)指導(dǎo)抗震設(shè)防有非常好的實(shí)用價(jià)值，但對(duì)于常規(guī)地震中短期預(yù)測(cè)跟蹤，判定閉鎖段的發(fā)震時(shí)間，能用的判據(jù)并不是很多。地震學(xué)方法通過(guò)研究震前中小地震活動(dòng)的地震學(xué)異常，提取中短期階段的判據(jù)，追蹤強(qiáng)震孕育進(jìn)入中短期階段的時(shí)間，增強(qiáng)了強(qiáng)震預(yù)測(cè)的重要環(huán)節(jié)。

2.1 M≥6.8強(qiáng)震前的中等地震活動(dòng)特征

在所有M≥6.8地震前，其震中附近150 km范圍內(nèi)的中等地震活動(dòng)大致可以分為3種情況：①M(fèi)≥6.8地震前出現(xiàn)7～14年的M≥5中等地震平靜(圖1)；②出現(xiàn)7年以上的平靜后，發(fā)生1次中等地震活動(dòng)，之后又平靜3～4年，發(fā)生主震(圖2a，b)；③出現(xiàn)7年以上的平靜后，中等地震活躍一段時(shí)間，再發(fā)生強(qiáng)震(圖2c，d)。只有1976年的龍陵7.3，7.4級(jí)和1979年普洱6.8級(jí)地震前，震中周圍沒(méi)有出現(xiàn)7年以上的中等地震平靜。

圖1 1900年以來(lái)云南區(qū)域M≥6.8地震前中等地震的活動(dòng)圖像

由圖2可見(jiàn)：①對(duì)于同一構(gòu)造區(qū)長(zhǎng)時(shí)間平靜后直至M≥6.8強(qiáng)震發(fā)生前，中等地震活動(dòng)方式有較好的重復(fù)性，如1913和1970年的2次通海地震，1941和1988年的2組瀾滄耿馬地震前，中等地震活動(dòng)均為平靜后，于震前3～4年發(fā)生1次中等地震，再發(fā)生強(qiáng)震的模式(圖2a，b)；②強(qiáng)震叢集發(fā)生，長(zhǎng)時(shí)間平靜后10年內(nèi)又發(fā)生多次強(qiáng)震，如1995年孟連7.3級(jí)地震，在后續(xù)強(qiáng)震前，通常有中等地震活躍(圖2c)；③平靜后震中附近150 km內(nèi)中等地震持續(xù)活動(dòng)數(shù)年，再發(fā)生主震，如1974年大關(guān)7.1級(jí)地震(圖2d)，主震前中等地震會(huì)出現(xiàn)叢集活動(dòng)(圖3a)。

圖2 M≥6.8強(qiáng)震前震中附近中等地震活動(dòng)時(shí)間進(jìn)程

對(duì)于中等地震活躍后再發(fā)生的強(qiáng)震，從空間和時(shí)間上相對(duì)更容易引起關(guān)注。如圖3所示，1974年大關(guān)7.1級(jí)地震和1995年孟連7.0級(jí)、1996年麗江7.0級(jí)地震前2～3年開(kāi)始，震中附近均有中等地震開(kāi)始形成條帶或中等地震叢集活動(dòng)。按照云南區(qū)域M≥6.8地震活躍期和平靜期的劃分(付虹等，1997)，1970年的通海7.8級(jí)地震和1988年的瀾滄、耿馬7.4，7.2級(jí)地震屬于云南區(qū)域第3和第4活躍期的首發(fā)地震，從表1可見(jiàn)，除首發(fā)地震外，1970年以來(lái)所有的M≥6.8地震前，均出現(xiàn)了中等地震活躍。

圖3 M≥6.8強(qiáng)震前中等地震叢集活動(dòng)示意圖

表1所示異常特征為：①震前震中附近出現(xiàn)過(guò)7～14年平靜的地震；②出現(xiàn)過(guò)中等地震異?；钴S的地震。從表1可見(jiàn)，約86%的強(qiáng)震前，震中附近出現(xiàn)過(guò)7～14年的平靜。在具備發(fā)生大震可能性的地區(qū)，出現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間的中等地震平靜的區(qū)域可以作為未來(lái)發(fā)生強(qiáng)震的潛在危險(xiǎn)區(qū)。

1900年以來(lái)云南強(qiáng)震活躍期的首發(fā)地震，都在通海和瀾滄、耿馬地區(qū)，這2個(gè)區(qū)的首發(fā)強(qiáng)震都是長(zhǎng)時(shí)間平靜后，發(fā)生1次中等地震活動(dòng)，再平靜3～4年后，發(fā)生主震，發(fā)生中等地震后可以把預(yù)測(cè)時(shí)間縮短到3～4年。在這2個(gè)地區(qū)分別發(fā)生了2組首發(fā)強(qiáng)震事件，且中等地震在大震前的活動(dòng)模式有較好的重復(fù)性。在瀾滄、耿馬地區(qū)長(zhǎng)時(shí)間平靜后，有可能出現(xiàn)強(qiáng)震的叢集活動(dòng)，這種狀況下，后續(xù)強(qiáng)震發(fā)生前1～3年，震中附近多有中等地震集中活動(dòng)，同樣也可把預(yù)測(cè)時(shí)間縮短到1～3年。瀾滄、耿馬地震區(qū)是20世紀(jì)以來(lái)唯一出現(xiàn)M≥6.8地震連發(fā)的地區(qū)。

除了活躍期的首發(fā)強(qiáng)震，活躍期內(nèi)的強(qiáng)震前中等地震出現(xiàn)叢集活動(dòng)或形成條帶，可以把時(shí)間預(yù)測(cè)縮短到1～3年。1970年以來(lái)云南的M≥6.8地震都遵循了這一特征，因此中等地震活動(dòng)特征在中期預(yù)測(cè)中有較高的實(shí)用價(jià)值。

2.2 震中附近中小地震活動(dòng)異常特征

2.2.1 地震頻度異常

云南區(qū)域M≥6地震前，有80%的地震震中附近2°×2°范圍內(nèi)均有中小地震活動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)象，導(dǎo)致地震學(xué)參數(shù)A值異常(付虹等，2002；劉翔等，2012)。在M≥6地震發(fā)生前，近場(chǎng)區(qū)內(nèi)4級(jí)地震活動(dòng)的增強(qiáng)一直作為云南區(qū)域1～2年M≥6地震的預(yù)測(cè)指標(biāo)。1970年通海7.8級(jí)地震前，雖然臺(tái)網(wǎng)的控制能力不是很好，3級(jí)地震可能會(huì)有遺漏，但在震中附近2°×2°范圍內(nèi)，以12月為窗長(zhǎng)、1月為步長(zhǎng)滑動(dòng)計(jì)算的M≥3.5地震頻度出現(xiàn)了有小震記錄以來(lái)的最高值(圖4a)。在1988年瀾滄、耿馬7.4，7.2級(jí)地震前，震中附近2°×2°(21°～23°N，98°～100°E)范圍內(nèi)，同樣以12月為窗長(zhǎng)、1月為步長(zhǎng)滑動(dòng)計(jì)算的M≥3和M≥4地震頻度在震前1年也出現(xiàn)了顯著增加(圖4b，c)。圖4d是滇西北地區(qū)(25°～27°N，98°～100°E)4級(jí)地震以12月為窗長(zhǎng)、1月為步長(zhǎng)滑動(dòng)計(jì)算的頻度，在該區(qū)域1990年以來(lái)的所有M≥6地震前，均能觀測(cè)到4級(jí)地震的頻度增加現(xiàn)象。圖4e是2014年魯?shù)?.5級(jí)地震前滇東北地區(qū)4級(jí)地震頻度增加情況，從圖4e可以看到1995年武定6.5級(jí)地震前4級(jí)地震的頻度增加現(xiàn)象也顯著。滇西南地區(qū)出現(xiàn)4級(jí)地震頻度增加，作為年尺度的預(yù)測(cè)指標(biāo)，一直在年度跟蹤中應(yīng)用(圖4f)。因此，震前1～2年震中附近地區(qū)4級(jí)地震頻度增加，是云南區(qū)域較多M≥6地震前的異常特征。

圖4 強(qiáng)震前近場(chǎng)區(qū)4級(jí)地震活動(dòng)增強(qiáng)示意圖

把強(qiáng)震前近場(chǎng)區(qū)地震頻度增強(qiáng)用③標(biāo)注在表1中，可見(jiàn)在1970年以來(lái)的9組M≥6.8地震前，震中附近都出現(xiàn)了4級(jí)地震頻度增加的現(xiàn)象。從滇西北、滇東北和滇西南地區(qū)的4級(jí)地震頻度增加(圖4d～f)與后續(xù)M≥6地震相關(guān)性可見(jiàn)，虛報(bào)、漏報(bào)都不多。綜上，用2°×2°范圍對(duì)云南區(qū)域4級(jí)地震頻度進(jìn)行掃描追蹤，對(duì)實(shí)現(xiàn)未來(lái)強(qiáng)震的發(fā)震地點(diǎn)的尋找和1～2年時(shí)間的判定是有益的。

2.2.2b值異常

低b值反映的是區(qū)域的高應(yīng)力狀態(tài)，物理意義較為明確。選取震中附近近場(chǎng)區(qū)范圍內(nèi)3.0≤ML≤5.0地震，1年累計(jì)、1月滑動(dòng)計(jì)算b值的時(shí)間進(jìn)程曲線。如圖5所示，云南區(qū)域的幾次7級(jí)地震前，b值都出現(xiàn)了由高到低的變化過(guò)程，且發(fā)震時(shí)間可以縮短到1年尺度。把震前有b值從高到低降低過(guò)程的地震用④標(biāo)注在表1中，可見(jiàn)M≥6.8地震前，都觀測(cè)到了這種現(xiàn)象。

圖5 強(qiáng)震前近場(chǎng)區(qū)部分b值變化曲線

根據(jù)震級(jí)和頻度關(guān)系式，b值反映的是大小地震的比例系數(shù)，說(shuō)明中小地震活動(dòng)強(qiáng)度增強(qiáng)是云南區(qū)域強(qiáng)震發(fā)震的必要條件，與區(qū)域的4級(jí)地震頻度增加有較好的一致。不同的區(qū)域不同的強(qiáng)震前，b值的變化大小不一樣，但M≥6.8地震的共性特征是所有地震前由高變低的b值變化量△b≥0.3。

2.3 短期階段地震活動(dòng)異常特征

短期階段，除1976年龍陵7.3和1988年瀾滄7.4級(jí)等地震前有5級(jí)直接前震外，其他地震前1～3個(gè)月，震中附近很難找出共同的顯著異常特征。在云南區(qū)域的地震活動(dòng)跟蹤中，發(fā)現(xiàn)多次M≥6地震前，云南區(qū)域的M≥3地震月頻度有顯著的增高現(xiàn)象，如果把月頻次大于20作為判據(jù)，在2014年魯?shù)?.5和景谷6.6級(jí)地震前均出現(xiàn)過(guò)該異常(付虹等，2015)，表明在短期階段，場(chǎng)上的構(gòu)造作用增強(qiáng)、小震增多，是地震活動(dòng)在發(fā)震時(shí)間上需要重點(diǎn)關(guān)注的現(xiàn)象。

3 強(qiáng)震前地球物理觀測(cè)資料異常特征

3.1 形變、流體等定點(diǎn)地球物理觀測(cè)異常顯著特征

按照彈性回跳理論，變形是發(fā)生地震的基本條件(郭增建，秦保燕，1979)，因此地殼變形時(shí)形變、流體等測(cè)項(xiàng)在震前可能會(huì)有異常。在模擬觀測(cè)時(shí)代，云南定點(diǎn)形變和流體大幅度的觀測(cè)異常與地震的密切相關(guān)已被證明(付虹等，1997；陳立德，2000)。

近幾年云南區(qū)域雖然沒(méi)有發(fā)生7級(jí)地震，但在2014年的魯?shù)?.5和景谷6.6級(jí)地震前2個(gè)月內(nèi)，形變、流體同樣也觀測(cè)到了類似的大幅度突變異常(圖6a，d)。魯?shù)?.5級(jí)地震前的形變、流體觀測(cè)資料大幅度顯著異常較多，距離震中92 km的彝良定點(diǎn)形變中傾斜異常于震前1個(gè)月開(kāi)始出現(xiàn)，距離震中46 km的漁洞定點(diǎn)形變異常在震前8個(gè)月開(kāi)始出現(xiàn)(付虹等，2015)，說(shuō)明異常外早內(nèi)晚的特征可能缺乏普適性(陳立德，2000)；流體的水位、離子大幅度的突升、突降均在震前70天內(nèi)，突變異常幅度最大的昭陽(yáng)一中水位，于震前66天突升64.5 cm，說(shuō)明“巨變”異常出現(xiàn)在震前70天內(nèi)的特征(陳立德，2000)，至今仍有普適性。值得注意的是，云南區(qū)域大震前的突變，通常會(huì)分布在全省范圍內(nèi)。1996年麗江7.0級(jí)地震前，因?yàn)榫薹惓７植荚诰嚯x震中210～455 km，曾經(jīng)造成短臨階段發(fā)震地點(diǎn)判定錯(cuò)誤，也是云南區(qū)域地震短臨前兆異常預(yù)測(cè)“聲東擊西”最典型的震例。1988年瀾滄、耿馬7.4，7.2級(jí)地震前，距離震中40 km的景谷水位突升16 cm和距離震中500 km的曲靖水位突升57 cm(圖6e，f)，也可以看到水位突升的井孔并不只在震中附近出現(xiàn)，也不遵循距離震中近的幅度比遠(yuǎn)的大的規(guī)律。觀測(cè)事實(shí)證明傾斜和流體觀測(cè)在強(qiáng)震前短臨階段的突變有很多是大面積出現(xiàn)的場(chǎng)上的信息，與震源的關(guān)系在地點(diǎn)上不是密切相關(guān)，因此這些突變可以逼近發(fā)震時(shí)間，但不能用于判定發(fā)震地點(diǎn)。

圖6 強(qiáng)震前部分顯著前兆異常

3.2 GNSS觀測(cè)在短臨階段的異常特征

GNSS觀測(cè)以物理意義清晰、資料可靠、描述大地變形精度高，被越來(lái)越多地應(yīng)用于地震預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，2011年后，云南區(qū)域GNSS固定觀測(cè)點(diǎn)的加密，為應(yīng)用提供了可能。在獲取各個(gè)測(cè)點(diǎn)點(diǎn)位移時(shí)間序列的基礎(chǔ)上，引入克里金插值方法對(duì)位移場(chǎng)進(jìn)行格網(wǎng)化，以1°×1°為單元把云南區(qū)域劃分成為56個(gè)格網(wǎng)，單獨(dú)計(jì)算每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)的應(yīng)變場(chǎng)，提取不同區(qū)域應(yīng)變場(chǎng)張量作空間分布圖(Hongetal，2018)，結(jié)果如圖7所示。

圖7可見(jiàn)，在2014年發(fā)生的3次M≥6地震前，局部擠壓增強(qiáng)的區(qū)域都鄰近后續(xù)發(fā)生的M≥6地震(圖7a，b)，應(yīng)變擠壓量級(jí)均超過(guò)了5×10-8；2014年后，僅2018年7月在滇西南觀測(cè)到了擠壓現(xiàn)象，其后2018年9月在增強(qiáng)區(qū)發(fā)生了墨江5.9級(jí)地震(圖7c)。2011年以來(lái)大部分時(shí)間的GNSS圖像如圖7d所示，應(yīng)變擠壓量級(jí)均比較弱。因此認(rèn)為在構(gòu)造區(qū)域的局部擠壓增強(qiáng)，可能是地震短臨階段區(qū)域構(gòu)造變形最重要的特征之一。

4 異常特征與地震預(yù)測(cè)應(yīng)用

綜上所述，強(qiáng)震前震中附近地區(qū)能觀測(cè)到地震活動(dòng)的共性異常，結(jié)合地球物理定點(diǎn)觀測(cè)的形變、流體異常，能有效縮短預(yù)測(cè)時(shí)間。對(duì)云南區(qū)域強(qiáng)震前中短期階段的異常特征進(jìn)行歸納，見(jiàn)表2。

表2 云南區(qū)域強(qiáng)震前中短期階段異常特征統(tǒng)計(jì)

利用表2中的異常特征，可建立從有中等地震異常區(qū)，再到4級(jí)地震頻度增強(qiáng)和b值降低區(qū)，判斷M≥6.8地震進(jìn)入中期階段，再根據(jù)巨幅異常和云南大面積3級(jí)地震頻度的增強(qiáng)，逼近地震的中短期跟蹤階段預(yù)測(cè)方案。盡管特征提取使用的強(qiáng)震樣本量有限，在應(yīng)用過(guò)程中有可能出現(xiàn)新問(wèn)題，但這些判據(jù)在現(xiàn)階段為云南區(qū)域強(qiáng)震實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)中短臨漸進(jìn)式的跟蹤預(yù)測(cè)，提供了有可操作性的指導(dǎo)。

5 結(jié)論和討論

1900年以來(lái)云南區(qū)域的中等地震活動(dòng)顯示：86%的M≥6.8地震前，震中附近半徑150 km范圍內(nèi)均出現(xiàn)了5，6級(jí)中等地震7～14年長(zhǎng)時(shí)間的平靜現(xiàn)象；全省M≥6.8地震長(zhǎng)時(shí)間平靜后地震活躍期的首發(fā)地震前，3～4年均有中等信號(hào)地震發(fā)生；在1970年以來(lái)的第3和第4活躍期內(nèi)的M≥6.8地震前，震中附近地區(qū)均有5級(jí)中等地震活動(dòng)在時(shí)間和空間上的叢集現(xiàn)象出現(xiàn)，且呈條帶分布。據(jù)此出現(xiàn)中等地震平靜的區(qū)域，可作為未來(lái)強(qiáng)震發(fā)生的潛在危險(xiǎn)區(qū)，為長(zhǎng)期預(yù)測(cè)提供參考，平靜區(qū)出現(xiàn)中等信號(hào)地震和中等地震叢集，均可作為3～5年可能發(fā)震的中期指標(biāo)。

從1965年有小震記錄、特別是1971年ML≥3地震記錄相對(duì)完備以來(lái)，所有的M≥6.8地震前，震中附近近場(chǎng)區(qū)2°×2°范圍內(nèi)4級(jí)地震活動(dòng)出現(xiàn)顯著增強(qiáng)，以12月為窗長(zhǎng)、1月為步長(zhǎng)滑動(dòng)計(jì)算，頻度均能達(dá)到強(qiáng)震所屬構(gòu)造區(qū)的預(yù)測(cè)閾值；b值均有從高值到低值的變化過(guò)程，不同的區(qū)域b值的大小不一，但變化幅度△b≥0.3可以作為參考指標(biāo)。出現(xiàn)4級(jí)地震頻度增加和b值降低，可作為強(qiáng)震未來(lái)1～2年發(fā)震的判據(jù)。在出現(xiàn)地震頻度、b值異常的基礎(chǔ)上，云南區(qū)域出現(xiàn)M≥3地震月頻度N≥20可作為強(qiáng)震的短期預(yù)測(cè)指標(biāo)。

云南的定點(diǎn)形變和流體觀測(cè)點(diǎn)為中國(guó)大陸西部最多，特別是20世紀(jì)80年代以來(lái)，觀測(cè)資料數(shù)量大幅度增長(zhǎng)，第4活躍期以來(lái)的所有M≥6.8地震前，都觀測(cè)到了形變和流體的顯著異常變化。觀測(cè)資料顯示大幅度的破年變趨勢(shì)異常，多在震前1年時(shí)間尺度內(nèi)開(kāi)始出現(xiàn)，而大幅度的突升、突降異常(至少有1～2個(gè)測(cè)點(diǎn)幅度為觀測(cè)以來(lái)或近10年以來(lái)最大)，多出現(xiàn)在震前70 d內(nèi)。

云南區(qū)域的GNSS固定臺(tái)站觀測(cè)，從2011年開(kāi)始產(chǎn)出資料，雖然觀測(cè)資料積累時(shí)間不長(zhǎng)，但測(cè)量結(jié)果干擾小。研究結(jié)果顯示局部的顯著區(qū)域擠壓異常，在測(cè)點(diǎn)密度相對(duì)大的地區(qū)，僅僅在M≥6地震前1～2個(gè)月出現(xiàn)，因此大大提高了異常的可信度和可用性。

中等地震和4級(jí)地震頻度、b值異常，可以作為云南區(qū)域預(yù)測(cè)強(qiáng)震的中期指標(biāo)，該指標(biāo)能追蹤發(fā)震地點(diǎn)，預(yù)測(cè)區(qū)域可判定在半徑150 km范圍內(nèi)；定點(diǎn)形變和流體觀測(cè)資料出現(xiàn)顯著破年變或速率加大的異常，可以縮短判定時(shí)間到中短期，但無(wú)法在云南區(qū)域內(nèi)預(yù)測(cè)發(fā)震地點(diǎn)。

強(qiáng)震發(fā)生前在震中附近的4級(jí)地震活動(dòng)出現(xiàn)增強(qiáng)，筆者比較認(rèn)可郭增建先生的解釋，當(dāng)中小積累單元發(fā)生地震后，轉(zhuǎn)化為調(diào)整單元，并把應(yīng)力逐步集中到更大體積的積累單元邊部或端部，最后在這個(gè)區(qū)域內(nèi)發(fā)生大震(郭增建，奏保燕，1979)。當(dāng)某一區(qū)域的4級(jí)地震活動(dòng)增強(qiáng)時(shí)，震級(jí)和頻度關(guān)系式中的比例系數(shù)b值，通常就出現(xiàn)由高到低的變化，也表明在應(yīng)力增加過(guò)程中容易發(fā)生強(qiáng)震，這與b值的物理意義是吻合的。

由于目前云南區(qū)域的定點(diǎn)形變和流體觀測(cè)點(diǎn)的密度仍然不夠大，如果把地震發(fā)生后的余震分布區(qū)作為震源區(qū)的話，至今為止云南區(qū)域觀測(cè)到的震前形變和流體觀測(cè)異常中，都沒(méi)有獲得過(guò)有關(guān)震源區(qū)的信息，得到的震中附近的異常都是近場(chǎng)區(qū)的，這些近場(chǎng)、遠(yuǎn)場(chǎng)的異常都是場(chǎng)兆。場(chǎng)兆表征的是大區(qū)域的應(yīng)力水平狀態(tài)，而不是震源的信息，因此很難用場(chǎng)兆判定發(fā)震地點(diǎn)。另一方面也說(shuō)明中短期、特別是短期階段，云南區(qū)域的M≥3地震月頻度增加，分布相對(duì)廣的形變、流體異常增加，表征大區(qū)域的應(yīng)力水平增強(qiáng)，有利于強(qiáng)震發(fā)生。

在強(qiáng)震跟蹤過(guò)程中，未來(lái)震中未知的時(shí)候，用地震學(xué)異常方法追蹤危險(xiǎn)區(qū)的可信度較高，而地球物理定點(diǎn)臺(tái)站觀測(cè)資料的異常與強(qiáng)震的發(fā)生時(shí)間更為緊密，因此地震活動(dòng)與地球物理觀測(cè)相結(jié)合的跟蹤可能更行之有效。從近幾年觀測(cè)密度較大的流動(dòng)地磁場(chǎng)的觀測(cè)結(jié)果看，異常區(qū)域與未來(lái)震中的相關(guān)性是比較好的(倪喆等，2014)，因此如果形變和流體等定點(diǎn)觀測(cè)點(diǎn)足夠密，能捕捉到源兆信息時(shí)，也有可能找到和未來(lái)強(qiáng)震的震中密切相關(guān)的信息。

1900年以來(lái)，云南區(qū)域的M≥6.8地震只有1976年龍陵7.3，7.4和1979年普洱M≥6.8地震前沒(méi)有發(fā)現(xiàn)7年以上長(zhǎng)時(shí)間的平靜，有學(xué)者研究認(rèn)為這2個(gè)區(qū)域是休眠火山區(qū)(趙慈平等，2006，2018)，休眠火山區(qū)及附近地震的孕育發(fā)生模式可能更為復(fù)雜，需要進(jìn)一步研究。但震前1～2年，均有4級(jí)地震頻度增長(zhǎng)和b值的降低過(guò)程，因此這類地震的跟蹤，仍然可以用大部分地震活動(dòng)的共性特征進(jìn)行。

長(zhǎng)中短臨的地震三要素預(yù)測(cè)，需要地震活動(dòng)和地球物理定點(diǎn)臺(tái)站觀測(cè)資料相互配合才能達(dá)到目標(biāo)。不同的判據(jù)代表著不同的物理含義，震中附近的中小地震活動(dòng)異?？赡苁钦鹪磪^(qū)附近因地震孕育出現(xiàn)的特征，這些特征主要是中期的。短臨階段全省的3級(jí)地震活動(dòng)增強(qiáng)和流體、形變觀測(cè)巨幅異常的出現(xiàn)，更多的是場(chǎng)兆的信息，表明場(chǎng)源結(jié)合才能更好地從時(shí)間和空間上逼近地震。在中等地震平靜或弱活動(dòng)的背景下，3，4級(jí)地震活動(dòng)增強(qiáng)和形變、流體異常，可能是具有動(dòng)力學(xué)含義的指標(biāo)，追蹤這些指標(biāo)是縮短時(shí)間預(yù)測(cè)的重要途徑。

雖然依據(jù)有限樣本得到前述特征預(yù)測(cè)判據(jù)，距離解決地震預(yù)報(bào)問(wèn)題仍然很遙遠(yuǎn)，但利用已積累的震例建立中短期階段的預(yù)測(cè)判據(jù)，增加長(zhǎng)中短臨漸進(jìn)式預(yù)測(cè)的可操作性，不斷對(duì)地震預(yù)測(cè)進(jìn)行嘗試，有望對(duì)某些類型的地震有一定程度的預(yù)測(cè)，一直是地震預(yù)報(bào)工作者追求的目標(biāo)。