騰沖臺水平擺在中強(qiáng)以上地震前異常特征分析

起衛(wèi)羅，匡福江，余慶坤，曾慶堂，馬志剛，孫自剛，王恩康，楊銘昌

（1.元謀地震臺，云南 元謀 651300；2.云縣地震臺，云南云縣 675800；3.云南省地震局應(yīng)急保障中心，昆明 650224；4.騰沖地震臺，云南 騰沖 679100）

騰沖臺水平擺在中強(qiáng)以上地震前異常特征分析

起衛(wèi)羅1，匡福江2，余慶坤3，曾慶堂4，馬志剛4，孫自剛4，王恩康4，楊銘昌4

（1.元謀地震臺，云南 元謀 651300；2.云縣地震臺，云南云縣 675800；3.云南省地震局應(yīng)急保障中心，昆明 650224；4.騰沖地震臺，云南 騰沖 679100）

以騰沖臺水平擺資料分析了近年來滇西地區(qū)范圍內(nèi)發(fā)生的中強(qiáng)以上地震，發(fā)現(xiàn)震前資料出現(xiàn)了反映地震孕育過程的異常變化，重點對該地區(qū)中強(qiáng)震前短臨異常的變化特征進(jìn)行探討，為使用騰沖臺水平擺資料進(jìn)行識別以及捕捉地震短臨異常，預(yù)測地震提供參考依據(jù)。

騰沖臺水平擺；中強(qiáng)以上地震；短臨異常特征

0 引言

地震預(yù)報的關(guān)鍵是尋找地震前兆，基于淺源大地震的成因是地殼運動的結(jié)果，監(jiān)測地殼變形或運動，獲取地震前兆，是開展地震預(yù)報的重點[1]。在構(gòu)造力的作用下地應(yīng)力的集中及演化直接產(chǎn)生地殼運動效應(yīng)，而地形變變化是地應(yīng)力變化最直接的反應(yīng)，地形變觀測最能直觀反映地殼形變的變化[2]。在大震前，形變場觀測資料會出現(xiàn)準(zhǔn)同步的趨勢變化，而形變的中、短期異常會呈現(xiàn)出加速、轉(zhuǎn)折、破年變等特征[3-5]。滇西及滇緬交界地區(qū)是中強(qiáng)以上地震頻發(fā)地區(qū)，是地殼運動與變形最為突出的地區(qū)之一[6-7]，因而成為地學(xué)研究的一個熱點地區(qū)[8-11]。當(dāng)中長期異常及強(qiáng)震危險區(qū)相對明確后，如何確定前兆異常已進(jìn)入中短期階段，進(jìn)而追蹤強(qiáng)震的地點范圍和時間范圍，是預(yù)報決策時急切需要前兆觀測幫助解答的問題。作為重要前兆觀測手段之一的形變，具有觀測資料連續(xù)、觀測靈敏度高、物理意義明確等優(yōu)勢，對追蹤分析應(yīng)起到重要作用。形變的主要觀測為傾斜與應(yīng)變，主要觀測內(nèi)容為固體潮汐，即潮汐頻段為其觀測信息的主要頻段。形變的變化直接反應(yīng)了地殼應(yīng)力應(yīng)變變化和介質(zhì)的彈性變化，這些變化與地震的孕育密切相關(guān)[12]。

本研究在對騰沖臺石英水平擺傾斜儀資料分析的基礎(chǔ)上，通過對騰沖、盈江、洱源、緬甸等幾次中強(qiáng)以上地震的震例研究，探索滇西及滇緬交界地區(qū)中強(qiáng)地震前騰沖臺形變觀測前兆進(jìn)入中短期的前兆特征。

1 臺站概況

騰沖臺位于騰沖縣城東南約3 km處的尚家寨董庫自然村，距中緬邊界約70 km，交通、生活便利。臺站前面是兩個天然出露的低溫碳酸泉水塘-閻家塘，后面是山坡，兩邊是村子。臺站地處怒江深大斷裂、瀘水-瑞麗斷裂以西，臺址位于以全新世沖積層、熔巖為基底的騰沖盆地東側(cè)近山麓地帶，處在騰沖火山分布區(qū)內(nèi)，騰沖盆地屬熔巖盆地堆積地貌類型，構(gòu)造極為發(fā)育，各組斷裂于盆地內(nèi)被第四紀(jì)堆積物所覆蓋，其基底由燕山期花崗巖構(gòu)成，臺站后靠的東山為近代火山，成近南北向線狀排列。臺站所處的騰沖-龍陵地震區(qū)是云南地塊與歐亞帶板緣最近的地震區(qū)，與緬北密支那一帶構(gòu)造相連。騰沖-龍陵地震區(qū)內(nèi)含三條主要活動構(gòu)造即怒江斷裂（F10）、大盈江斷裂（F11）和龍陵-瑞麗斷裂（F12）。以怒江斷裂和瑞麗-龍陵斷裂帶為主體，構(gòu)成一條弧形構(gòu)造帶，騰沖盆地位于該構(gòu)造帶向南東凸的弧頂部位；這三條活動構(gòu)造都延伸到緬甸境內(nèi)（圖1）。

騰沖臺水平擺傾斜的數(shù)字化改造于2007年6月15日改造完成，儀器型號SSQ-2型石英擺傾斜儀。儀器架設(shè)于30 m深的山洞內(nèi)，該山洞海拔1 650 m，覆蓋厚度大于30 m，洞頂植被較多，洞室?guī)r性為燕山期花崗巖，洞室年溫差≤0.5℃，儀器觀測精度優(yōu)于0.000 5″。觀測儀器自運行以來，工作性能穩(wěn)定，數(shù)據(jù)連續(xù)率達(dá)99.93%（圖2）。

圖1 騰沖構(gòu)造圖Fig.1 Structural map of Tengchong

2 資料選取

2007年和2010年因臺站改造和臺站周邊基建工程施工較多，干擾較大，無法定量排除影響，故選取2011年基建基本結(jié)束后的資料進(jìn)行分析，總結(jié)出異常形態(tài)特征。2011年至2013年4月30日期間，騰沖臺周邊200 km范圍內(nèi)發(fā)生5.0～6.0級地震10次，500 km范圍內(nèi)發(fā)生6.0～7.0級以上地震3次，見表1。

3 典型異常特征分析

3.1 整點值形態(tài)判別異常特征

日均值形態(tài)異常特征：5.0～5.5級地震表現(xiàn)為北南向以較大速率（升或降）變化，東西向突然轉(zhuǎn)向，幅度一般為幾百至一千多毫角秒，幾天或十幾天后發(fā)震；5.8～7.0級以上地震多表現(xiàn)為北南向持續(xù)變化，東西向陡升或陡降，幅度達(dá)幾千毫角秒（四川蘆山7.0級地震因距騰沖700多公里，故幅度不突出），十多天或二十多天后發(fā)震（圖3）。

圖2 觀測山洞平面與擺墩布設(shè)圖Fig.2 Plan of the observation rooms in the cave at Tengchong seismic station and the layout of the foundations of the quartz horizontal pendulum tiltmeter

3.2 矢量變化特征分析

矢量圖異常特征：5.0～6.0級左右地震表現(xiàn)為異常轉(zhuǎn)折或打結(jié)，異常過程中發(fā)震 （如2011年6月20日騰沖5.2；2011年8月9日騰沖5.2；2011年11月28日緬甸5.1；2012年7月10日緬甸5.0；2013年3月3日洱源5.5級地震等）；而7.0級以上地震則表現(xiàn)為巨幅突變后轉(zhuǎn)向十余天或二十余天后發(fā)震（如2011年3月24日緬甸7.2；2012年4月11日蘇門答臘8.2、8.6；2012年11月11日緬甸7.0級地震等），見圖4。

3.3 M2波潮汐因子變化特征

從圖5中可知，中強(qiáng)地震均發(fā)生在M2波潮汐因子高值上升或下降時段，異常變化對怒江斷裂（F10）和龍陵-瑞麗斷裂（F12）弧形構(gòu)造帶地震對應(yīng)較好，幅度較大，而發(fā)生在騰沖西邊的緬甸地震則對應(yīng)不明顯（2011年11月21日緬甸5.8；2012年7月10日、2012年7月22日緬甸5.0）。因此，M2波潮汐因子變化特征作為判定地震的方位，有待進(jìn)一步的分析研究來證實。

4 結(jié)語

綜上所述，得出如下結(jié)論：

（1）騰沖臺水平擺傾斜儀觀測資料震在前具有明顯的異常變化，中強(qiáng)以上（5.0～6.0）地震前，呈現(xiàn)北南向持續(xù)變化，東西向轉(zhuǎn)向變化特征；7.0級以上地震則呈現(xiàn)為東西向巨大（幾千毫角秒）突變；

（2）異常特征矢量圖，在5.0～6.0級地震前的異常特征為傾斜方向的轉(zhuǎn)向和打結(jié)過程中發(fā)震；7.0級以上前的地震異常方向持續(xù)快速巨變，矢量圖表現(xiàn)為長直線變化，易于識別；

圖3 騰沖臺水平擺傾斜儀日均值圖Fig.3 Curves of daily average value of the ground deformation observed by the quartz horizontal pendulum tiltmeter at Tengchong seismic station

（3）M2波潮汐因子的異常變化指標(biāo)較差，表現(xiàn)為中強(qiáng)地震發(fā)生在M2波潮汐因子高值上升或下降區(qū)域，受震中方位響較大，可用作判定震中的參考；

（4）異常持續(xù)時間長短不定，但短臨異常特征都較明顯，即異常出現(xiàn)轉(zhuǎn)折或突變后幾天至一個月內(nèi)發(fā)生地震。所總結(jié)的地震中，時間最短為騰沖2011年6月20日及2011年8月9日（5.2級）地震，異常轉(zhuǎn)折僅5 d即發(fā)震；時間最長為2012年11月11日緬甸7.0級地震，2012年10月18日異常出現(xiàn)突變后，2012年11月11日發(fā)震，持續(xù)了23 d。

盡管地震前地殼的形變一般都很復(fù)雜，但經(jīng)過總結(jié)分析得出這些基本特征認(rèn)識后，在監(jiān)測研究中，就能把握住分析的方向，預(yù)測地震時也能較正確地作出判斷。

圖4 騰沖臺水平擺傾斜儀日均值矢量圖Fig.4 Vector curves of daily average value of the ground deformation observed by the quartz horizontal pendulum tiltmeter at Tengchong seismic station

圖5 騰沖臺水平擺傾斜儀M2波潮汐因子變化圖Fig.5 Tidal factor of M2wave of the ground deformation observed by the quartz horizontal pendulum tiltmeter at Tengchong seismic station

[1]顧國華.地殼形變與地震前兆探索回顧和展望[J].地震，2012，32（2）：22-30

[2]王永安，李瓊，劉強(qiáng).跨斷層形變累積率的變化特征與云南地區(qū)強(qiáng)震[J].地震研究，2011，3（2）：136-142.

[3]姜葵，劉正榮，劉祖蔭，等.1998年云南瀾滄-耿馬地震[M].云南：云南大學(xué)出版社，1993.

[4]劉仲全.姚安6.5級地震前云南傾斜場變化特征[J].地震研究，2001，2（4）：301-306.

[5]云南省地震局.1996年麗江7.0級地震[M]//中國地震局滇西地震預(yù)報實驗場.北京：地震出版社，1998.

[6]王琪，賴錫安，游新兆，等，紅河斷裂的GPS監(jiān)測與現(xiàn)代構(gòu)造應(yīng)力場[J].地殼形變與地震，1998，23（1）：49-56.

[7]楊國華，王琪，王敏，等.云南地區(qū)現(xiàn)今地殼水平運動與變形特征[J].大地測量與地球動力學(xué)，2003，2（2）：7-16.

[8]王晉南，王華林.云南活動性斷裂帶的結(jié)構(gòu)變異與孕震體構(gòu)造的空間關(guān)系[J].地震研究，1998，2（3）：268-276.

[9]沈軍，汪一鵬，宋方敏，等，小江斷裂帶中段的北東向斷裂與斷塊結(jié)構(gòu)[J].地震地質(zhì)，1997，19（3）：203-210.

[10]李齊，陳文寄，萬景林，等，哀牢山-紅河剪切帶構(gòu)造抬升和運動形式轉(zhuǎn)換時間的新證據(jù)[J].中國科學(xué) （D輯），2000，30（6）：576-583.

[11]謝富仁，蘇剛，崔效鋒，等，滇西南地區(qū)現(xiàn)代構(gòu)造應(yīng)力場分析[J].地震學(xué)報，2001，23（1）：17-23.

[12]張雁濱，蔣駿，李勝樂，等.滇西地區(qū)強(qiáng)震與地形變異常的前兆特征[J].地震研究，2004，27（2）：119-124.

Analysis of the Anomalous Character of the Ground Deformation Observed by the Quartz Horizontal Pendulum Tiltmeter at Tengchong Seismic Station Before Medium and Strong Earthquakes

QI Weiluo1，KUANG Fujiang2，YU Qingkun3，ZENG Qingtang4， MA Zhigang4，SUN zigang4，WANG Enkang4，YANG Mingchang4

（1.Yuanmou Earthquake Station,Earthquake Administration of Yunnan Province，Yuanmou 651399，China；2.Yun Country Earthquake Station,Yun Country 675800，China；3.Earthquake Emergency and Logistics Center，Earthquake Administration of Yunnan Province，Kunming 650224，China；4.Tenghcong Earthquake Station,Earthquake Administration of Yunnan Province，Tengchong 679100，China）

The paper analyzes the ground deformation observed by the quartz horizontal pendulum tiltmeter at Tengchong seismic station before the moderate and strong earthquakes in west Yunnan in recent years.The paper focuses on the study of the features of the short-impending precursors of the ground deformation before these earthquakes.The results show that the ground deformation obviously show anomaly,which is helpful for determining the short-impending anomaly characteristicsfor the earthquake prediction.

Quartz horizontal pendulum tiltmeter at Tengchong seismic station； Moderate and strong earthquakes；The short-impending anomaly characteristics

P315

A

1001-8662（2014）03-0120-05

10.13512/j.hndz.2014.03.20

起衛(wèi)羅，匡福江，余慶坤.騰沖臺水平擺在中強(qiáng)以上地震前異常特征分析[J].華南地震，2014，34（3）：120-124.[QI Weiluo，KUANG Fujiang，YU Qingkun，etal.Analysis of the Anomalous Character of the Ground Deformation Observed by the Quartz Horizontal Pendulum Tiltmeter at Tengchong Seismic Station Before Medium and Strong Earthquakes[J].South china journal of seismology，2014，34（3）：120-124.]

投稿日期：2013-11-01

起衛(wèi)羅 （1970-），男，工程師，主要從事臺站地震監(jiān)測工作

E-mail:1656188589@qq.com.