青海玉樹7.1級地震異常及其思考＊

陳玉華 馬玉虎 楊曉霞 馬 震屠泓為 劉文邦 王培玲 張曉青

（青海省地震局，西寧 810001）

青海玉樹7.1級地震異常及其思考＊

陳玉華 馬玉虎 楊曉霞 馬 震屠泓為 劉文邦 王培玲 張曉青

（青海省地震局，西寧 810001）

玉樹7.1級地震前，青海南部—西藏東部大范圍區(qū)域存在6級、5級及ML4級地震空區(qū)，主震前130min發(fā)生了4.7級直接前震。2009年11月以來，青海境內(nèi)又顯現(xiàn)多項較為突出的前兆觀測異常?？偨Y(jié)認為這些異常應(yīng)屬玉樹7.1級地震異常。尤其是多震級檔地震空區(qū)配套出現(xiàn)，表明該區(qū)應(yīng)力處于逐級閉鎖狀態(tài)，對大震孕育區(qū)域有很好的指示意義，可作為今后大震跟蹤的重要依據(jù)。

玉樹地震；地震異常；前兆異常

引言

2010年4月14日7時49分青海省玉樹州府所在地發(fā)生7.1級地震，致使2 698人遇難，270人失蹤，90%的建筑物倒塌或嚴重毀壞。這是青海地震史上死亡人數(shù)最多、經(jīng)濟損失最大的一次地震事件。震前青海省地震部門注意到該區(qū)一些地震活動性異常，如2010年度青海省地震趨勢研究報告中提出①青海省地震局.2010年度青海省地震趨勢研究報告.2009年11月，中國大陸西部（青海南部—西藏東部）存在6級、5級、4級地震配套出現(xiàn)的地震空區(qū)。2010年3月31日月會商意見中明確指出②青海省地震局.2010年4月月會商意見.2010年3月31日，這種多震級檔配套出現(xiàn)的地震空區(qū)是大震孕育的背景性異常。另外，玉樹地震前還看到一些突出的前兆短臨變化。但由于該區(qū)臺網(wǎng)布局稀疏，多數(shù)前兆異常點距離較遠，震前無法對這些前兆異常的孕震區(qū)域進行有效的判斷。

1 地震活動性異常

1.1 同區(qū)域、多級別地震活動依次出現(xiàn)大范圍平靜，形成多震級檔配套的地震空區(qū)，顯示出中長期、中期異常特征

玉樹7.1級地震發(fā)生在青海東南部地區(qū)，該區(qū)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、新構(gòu)造運動強烈，歷史上是一個多震的區(qū)域。而1995年12月18日青?，敹?.2級地震后，青海南部—西藏東部大面積6級以上地震出現(xiàn)平靜狀態(tài)，圖1a為該時段中國大陸西部6級以上地震分布及平靜區(qū)內(nèi)M－t，清晰地反映出該區(qū)6級以上地震活動狀態(tài)。該平靜區(qū)符合陸遠忠［1］“地震背景空區(qū)”的判斷指標。在空區(qū)形成過程中，其邊緣先后發(fā)生過2001年昆侖山口西8.1級地震和2008年汶川8.0級地震，成為該空區(qū)最大的兩個圍空地震。汶川地震發(fā)生半年后，該空區(qū)內(nèi)仍無6級以上地震發(fā)生，持續(xù)平靜。陳玉華等［2］研究表明，該空區(qū)無解體跡象，還應(yīng)注意該區(qū)7級以上地震的可能。本次玉樹7.1級地震就發(fā)生在該空區(qū)內(nèi)。

圖1 玉樹7.1級地震前多震級檔地震空區(qū)。（a）1995年12月20日—2010年4月13日6級以上地震平靜區(qū)；（b）2007年5月8日—2010年4月13日5級以上地震平靜區(qū)；（c）2009年5月11日—2000年4月13日4級以上地震平靜區(qū)

2007年5月7日西藏妥壩5.6級地震后，該區(qū)域5級以上地震出現(xiàn)平靜，該平靜區(qū)略小于6級地震平靜區(qū)，有往未來震中區(qū)收縮靠攏的跡象（圖1b）。從圍空的震級及空區(qū)形成時間看，該空區(qū)可稱為“孕震空區(qū)”。

2009年5月11日后該區(qū)ML4級以上地震開始平靜（圖1c）。這樣6、5及ML4級以上地震空區(qū)逐漸配套出現(xiàn)。

在昆侖山口西8.1級地震的震例總結(jié)中，我們看到了震前這種多震級檔地震空區(qū)配套出現(xiàn)的現(xiàn)象［2－3］，其他一些地震研究者也注意到了這種地震空區(qū)現(xiàn)象［4－6］，我們在做汶川8.0級地震總結(jié)時［2］此種現(xiàn)象再次出現(xiàn)。研究認為，這種多震級檔地震空區(qū)的出現(xiàn)應(yīng)該預(yù)示著大震孕育的先兆，可作為7級以上地震孕育的背景性前兆異常，對孕震區(qū)域有較好的指示意義。根據(jù)這一思路，青海省地震局預(yù)報中心在2010年3月31日月會商意見中提出了該圖像是大震的背景性異常的預(yù)測意見①青海省地震局.2010年4月月會商意見.2010年3月31日。

1.2 青藏高原高頻次活動背景

2008年5月12日汶川8.0級地震后，青藏高原（圖2虛線圈出范圍）5級以上地震活動呈現(xiàn)出高水平活動態(tài)勢，2008年6月—10月青海唐古拉山、西藏班戈、仲巴及當雄地區(qū)先后發(fā)生5級強震群活動，接著11月10日青海大柴旦發(fā)生6.3級地震，此后5級以上地震平靜8個月。2009年7月西藏那曲5.6級地震后，青藏高原地震活動出現(xiàn)增強態(tài)勢，至2010年玉樹7.1級地震僅10個月的時間內(nèi)先后發(fā)生5級以上地震16次，高于2000年以來的活動水平（圖2b），形成了很強的地震活動背景。

圖2 青藏高原地震情況。（a）青藏高原2008年6月—2010年4月5級以上地震分布；（b）青藏高原1990年—2010年4月5級以上地震N－t曲線（由12月窗長，1月步長掃描而得）

1.3 地震參數(shù)掃描異常

玉樹位于青藏高原的唐古拉地震帶（圖3a圈出部分），震前該地震帶ML3級以上地震12個月窗長1個月步長時間掃描出現(xiàn)多項異常。由圖3b可見，2008年開始出現(xiàn)的高頻次異常為1990年以來之最；7.1震前缺震異常突出；3月24日青藏交界聶榮5.7、5.5級地震打破了唐古拉地震帶持續(xù)20個月的5級以上地震平靜，顯現(xiàn)出新的活躍時段開始了。

1.4 直接前震

玉樹7.1級地震前，4月14日5時39分59秒該震中區(qū)發(fā)生一次M4.7級地震，截止到6時56分46秒?yún)^(qū)內(nèi)還記錄到15次 ML1.0～1.5級地震（圖4）。該次地震成為7.1級地震的直接前震。

圖3 唐古拉地震帶情況。（a）唐古拉地震帶范圍示意圖；（b）唐古拉地震帶ML≥3級地震時間掃描曲線（由12月窗長，1月步長掃描而得）

圖4 玉樹7.1級地震M－t圖（2010年4月14日00時—24時）

2 前兆觀測異常

玉樹地區(qū)地震前兆監(jiān)測能力較弱，但震前從大范圍前兆觀測中還是看到了一些臺項較為突出的短期—短臨變化（表1），也一直作為主要異常在跟蹤。雖然震前無法將這些異常與玉樹地震聯(lián)系起來，但震后回顧性研究認為這些異常應(yīng)該是反映了玉樹地震的前兆信息。

2.1 玉樹井孔水溫（△＝35 km）

該測項為“十五”數(shù)字前兆資料，2007年8月開始觀測，同年10月后資料開始趨于穩(wěn)定。2008年3月17日下降，3月27日回升，幅度約0.03℃。分析認為，此異常變化可能與汶川8.0級地震有關(guān)（玉樹臺距汶川地震△＝670km）。2009年11月21日—30日又出現(xiàn)0.02℃下降變化，31日后恢復(fù)正常走勢；2010年1月20日—2月3日測項再次出現(xiàn)0.03℃的下降變化，兩次變化形態(tài)和幅度均與汶川地震前極相似（圖5），玉樹7.1級地震該測項出現(xiàn)同震下降變化，這是震前一直關(guān)注的一項異常，也是距玉樹地震最近的異常。

表1 玉樹7.1級地震前兆異常統(tǒng)計分析

圖5 玉樹井孔水溫異常變化

2.2 德令哈井孔水溫（△＝480 km）

該測項也為“十五”數(shù)字前兆資料，2007年6月開始觀測，2008年1月后資料開始趨于穩(wěn)定。汶川地震前，2008年5月10日—11日上升0.02℃。2009年5月16日—19日再次上升0.02℃，之后在高值持續(xù)，6月16日—17日突降0.01℃，2009年8月29日距該測點140km的大柴旦發(fā)生6.4級地震。2010年4月2日—3日上升0.01℃，14日發(fā)生玉樹7.1級地震（圖6），分析認為德令哈井孔水溫突變與周邊強震有較好的對應(yīng)關(guān)系。

2.3 循化水氡異常（△＝610 km）

循化水氡為模擬觀測，2006年10月由于原測點改造，重新選點觀測，2007年資料穩(wěn)定，形成較好的年變形態(tài)。2008年2月13日—5月4日測值快速上升，幅度達10.3 Bq/L。汶川8.0級地震后緩慢下降，年變消失。2010年3月30日—4月6日再次快速上升4.3Bq/L，玉樹7.1級地震后持續(xù)高值水平（圖7）。

圖6 德令哈井孔水溫異常變化

圖7 循化水氡異常變化

2.4 平安電磁波異常（△＝620 km）

平安電磁波在1994年共和系列強余震預(yù)報中起到過關(guān)鍵性作用。1999年后強脈沖多次對應(yīng)省內(nèi)強震，有較好的預(yù)測效果。2009年12月以來平安電磁波持續(xù)出現(xiàn)強脈沖信號，青海省預(yù)報中心高度關(guān)注此項異常。玉樹7.1級地震后，這種強脈沖信號消失（圖8）。

2.5 樂都水平擺傾斜東西向異常（△＝630 km）

該測項為“十五”數(shù)字前兆資料，2007年6月開始觀測，資料較為穩(wěn)定。2009年9月17日—11月9日出現(xiàn)快速西傾，幅度達4 656ms。11月10日后出現(xiàn)轉(zhuǎn)折，該項異常經(jīng)過多次現(xiàn)場及電話落實，排除人為和干擾因素，確認為地震前兆異常，認為可能是玉樹7.1級地震的中短期異常（圖9）。

另據(jù)四川省地震局資料，距玉樹7.1震中614km的康定二道橋55泉水溫1998年以來十多年保持在40℃左右，2009年9月17日該溫泉水溫突升2℃后，水溫一直維持在4 2℃高值，2 0 1 0年3月2 6日水溫回落至40.5℃。4月14日發(fā)生玉樹7.1級地震，震后4月22日回升至41℃，目前保持該溫度。分析認為該異?？赡芘c玉樹7.1級地震有關(guān)。

3 討論與思考

圖8 平安電磁波異常變化

圖9 樂都水平擺異常變化

（1）玉樹地區(qū)位于青海南部，屬于青藏高原腹地。該區(qū)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，大型活動斷裂較多，歷史上是一個中強地震的活躍地帶。然而，這里又屬于高海拔區(qū)，地震臺網(wǎng)也十分稀疏，尤其缺少前兆觀測臺網(wǎng)，一直以來被定性為無監(jiān)測能力地區(qū)。近些年，國家實施“十五”、“十一五”計劃，臺網(wǎng)布設(shè)有所增加，但距研究所需相差甚遠。本次玉樹7.1級地震前青海省地震局看到了一些震兆異常，尤其是地震活動圖像的演變提示了該區(qū)有大震孕育的背景。7.1級震前130min震區(qū)發(fā)生了一次4.7級地震，青海省地震局緊急會商依據(jù)地震空區(qū)的演變過程，明確給出“注意信號震的可能，跟蹤青海中南部—藏東地區(qū)大震危險性”的預(yù)測意見①青海省地震局.臨時會商意見.第4期，2010年4月14日07時，但沒有足夠近場區(qū)前兆觀測資料的支持，不可能實現(xiàn)短臨預(yù)報。

（2）玉樹7.1級地震孕育經(jīng)歷了中長期、中期及短期的演化過程。地震活動性表現(xiàn)出中長期—中期異常，其中5級、4級地震空區(qū)的形成時間與青藏高原中強地震活動增強和唐古拉地震帶時間掃描異常時間上具有同步性，反映出中期異常特征。前兆表現(xiàn)出短期及短臨異常。

（3）地震空區(qū)配套出現(xiàn)。大震前地震活動圖像研究認為［2－6］，7級以上地震孕育伴隨著多震級檔地震空區(qū)配套出現(xiàn)的演化過程，且隨著震級的減小空區(qū)逐漸縮小，有向未來震中收縮的跡象。本次玉樹7.1級地震的孕育演化繼續(xù)顯現(xiàn)這一特點，可能是大地震孕育過程中應(yīng)力在震源區(qū)由大到小逐級閉鎖過程的直接表象。

（4）玉樹7.1級地震前兆異常雖然不多，但其具有異常形態(tài)突出、變化幅度大的特征。

（作者電子信箱，陳玉華：qhchenyh＠163.com）

［1］陸遠忠，宋俊高.地震空區(qū)與地震預(yù)報.北京：地震出版社，1989

［2］陳玉華，馬震.8級特大地震前地震活動平靜特征——以中國大陸西部近期兩次8級地震為例.高原地震，2008，20（4）：1－－7

［3］陳玉華，李永強，王培玲，等.2001年11月14日青海省昆侖山口西8.1級地震，中國震例（2000～2002）.北京：地震出版社，2008：426－－524

［4］孫家林，曹井泉.2001年11月14日昆侖山口西8.1級特大地震孕育過程及中強地震活動圖像演化.西北地震學(xué)報，2003，25（1）：28－－34

［5］董治平.昆侖山口西8.1級地震前地震活動性異常及其思考.地震學(xué)報，2003，25（2）：205－－210

［6］張曉東，張永仙，呂梅梅，等.青海昆侖山口西8.1級地震時空強有序特征探討.地震學(xué)報，2003，26（6）：583－－599

The seismic anomalies of Yushu MS7.1 earthquake and some relevant thoughts

Chen Yuhua，Ma Yuhu，Yang Xiaoxia，Ma Zhen，Tu Hongwei，Liu Wenbang，Wang Peiling，Zhang Xiaoqing
（Earthquake Administration of Qinghai Province，Xining 810001，China）

Before the Yushu MS7.1earthquake，there were seismic gaps of earthquakes with MS6，5and 4respectively in southern Qinghai and eastern Tibet，but an earthquake of M4.7occurred just 130minutes before the main shock.There had been many obvious earthquake precursors in Qinghai Province since November 2009.It is concluded that these precursors belong to the anomalies of the Yushu MS7.1earthquake.Especially，the multi－magnitude seismic gaps showed that the area was progressively locked，suggesting earthquake preparation，so it can be regarded as an important basis in forecasting the place of future large earthquakes.

Yushu earthquake；seismic anomaly；precursory anomaly

P315.75；

A；doi：10.3969/j.issn.0235－4975.2010.11.004

2010－07－08；

2010－08－26。

中國地震局地震科學(xué)聯(lián)合基金（106086）。