2014年云南魯?shù)镸S6.5地震異常及預(yù)測*

付　虹，錢曉東，毛玉平，蘇有錦，劉　翔，李　瓊，張　立，趙小艷，鄔成棟

(云南省地震局，云南 昆明650224)

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2014年云南魯?shù)镸S6.5地震異常及預(yù)測*

付虹，錢曉東，毛玉平，蘇有錦，劉翔，李瓊，張立，趙小艷，鄔成棟

(云南省地震局，云南 昆明650224)

摘要：通過分析2014年云南魯?shù)镸S6.5地震前震情跟蹤過程中的顯著異常，認(rèn)為云南境內(nèi)M≥6.5地震的長時(shí)間平靜、M≥6地震的叢集活動(dòng)以及M≥3地震月頻次高值是震前云南地區(qū)地震活動(dòng)異常的顯著特征；滇東北地區(qū)M≥5地震活動(dòng)的韻律特征、2008年后3、4級(jí)地震活動(dòng)顯著增強(qiáng)以及2014年以來滇東北地區(qū)的高水位異常是判定滇東北地區(qū)存在M≥6地震的主要依據(jù)。在多個(gè)地震同時(shí)孕育的過程中，對(duì)判定哪個(gè)危險(xiǎn)區(qū)先發(fā)震是困難的，但每次地震都有新的前兆異常出現(xiàn)，為成組地震連發(fā)過程中，新地震的識(shí)別提供了依據(jù)。云南地區(qū)3級(jí)地震月頻次異常和前兆突變異常增多是魯?shù)镸S6.5地震短期階段最顯著的異常特征。

關(guān)鍵詞：魯?shù)镸S6.5地震；前兆異常；異常特征；地震預(yù)測

0前言

云南是我國破壞性地震發(fā)生最為頻繁的地區(qū)之一，不斷積累資料、探索地震預(yù)報(bào)的可能性是地震工作者一直以來追求的目標(biāo)。地震前兆異常同時(shí)具有規(guī)律性和復(fù)雜性(張國民等，2005)，因此每個(gè)地震都具有共性和差異性。通過不斷總結(jié)每次地震前觀測到的地震活動(dòng)、前兆異?，F(xiàn)象和規(guī)律，豐富震例資料，增加對(duì)不同地震孕育過程的認(rèn)識(shí)無疑是有益的。從云南上個(gè)地震活躍期開始，多個(gè)學(xué)者對(duì)云南地區(qū)發(fā)生的M≥7地震，如1988年瀾滄、耿馬7.6、7.2級(jí)地震(石紹先等，1991；陳立德，羅平，1992)，1996年麗江7.0級(jí)地震(陳立德等，1997)，1995年孟連7.3級(jí)地震(陳立德，羅平，1997；付虹等，1997)等進(jìn)行了總結(jié)，結(jié)果顯示每組地震都有差異性和共性。因此基于更多地震樣本的研究，有可能得到對(duì)地震孕育過程更全面的認(rèn)識(shí)。

2014年8月3日16時(shí)30分云南省魯?shù)榭h(27.1°N，103.3°E)發(fā)生MS6.5地震，震源深度12 km。該地震發(fā)生在云南省地震局2014年度6.5級(jí)左右地震危險(xiǎn)區(qū)內(nèi)，震前短期階段，云南省地震局進(jìn)一步給出了危險(xiǎn)性的判定意見。本文旨在對(duì)震前的判定依據(jù)進(jìn)行回顧性分析，真實(shí)的記錄震前的異常和認(rèn)識(shí)，為今后的地震預(yù)測提供借鑒。

1地震學(xué)異常

1.1云南地區(qū)區(qū)域地震活動(dòng)顯著異常

云南歷史地震遺漏較多，尤其紅河斷裂以西地區(qū)，1920年有儀器記錄以后才有完整的MS≥5地震記錄，因此本文選用1900年以來云南省邊境50 km范圍內(nèi)MS≥6.5地震作為研究樣本。該研究區(qū)內(nèi)MS≥6.5地震從2000年1月15日姚安MS6.5地震后，到2014年7月5日，已平靜了14.5 a，為1900年以來的最長平靜時(shí)間(圖1)。

魯?shù)镸S6.5地震前，于2014年5月30日在盈江發(fā)生了1次MS6.1地震。統(tǒng)計(jì)云南地區(qū)1900年以來MS≥6地震，共有96次，其中有48次是在3個(gè)月內(nèi)連續(xù)發(fā)生的(表2)。盈江MS6.1地震前云南地區(qū)MS≥6地震出現(xiàn)了從2009年7月9日姚安MS6.0地震后長達(dá)4.9 a的平靜，從表2可見盈江MS6.1地震后3個(gè)月內(nèi)云南繼續(xù)發(fā)生MS≥6地震的概率可達(dá)50%。

在MS≥6.5地震長時(shí)間平靜，MS≥6地震連發(fā)概率較高的背景下，2014年7月云南地區(qū)出現(xiàn)了M≥3地震的活躍異常，云南地區(qū)月活動(dòng)水平平均為20次，當(dāng)月頻度N≥20，未來3個(gè)月多有MS≥6地震發(fā)生，2014年5月30日盈江MS6.1地震后，7月云南地區(qū)M≥3地震頻次達(dá)到25次(扣除了盈江MS6.1的余震)，再次達(dá)到異常指標(biāo)(圖2)。

2014年7月26日賓川發(fā)生ML4.2地震，該地震所處程海構(gòu)造帶的4級(jí)地震與云南地區(qū)的MS≥5地震有較好的相關(guān)性。該地震帶發(fā)生4級(jí)地震后，2個(gè)月內(nèi)云南地區(qū)MS≥5地震的對(duì)應(yīng)率可達(dá)80%(總共15次，12次對(duì)應(yīng))，其中50%的地震在1個(gè)月內(nèi)發(fā)生(表2)。賓川窗口地震的發(fā)生，表明短期內(nèi)云南地區(qū)繼續(xù)發(fā)生破壞性地震的可能性增大。

表1　云南M≥6 地震連發(fā)統(tǒng)計(jì)

1.2近場區(qū)地震學(xué)異常特征

滇東北、川滇交界地區(qū)的MS≥5地震動(dòng)靜相間的韻律特征較為清晰，當(dāng)MS≥5地震出現(xiàn)叢集活動(dòng)—平靜—活動(dòng)后，區(qū)內(nèi)多有MS≥6.5地震發(fā)生，即MS≥6.5地震發(fā)生在中等地震叢集活動(dòng)的后期(圖3)。2003～2006年滇東北地區(qū)出現(xiàn)了MS≥5地震叢集活動(dòng)，2008～2011年中等地震平靜，2012年以彝良MS5.7、5.6地震為標(biāo)志，再次開始新的中等地震叢集活動(dòng)。

2010年以來滇東北地區(qū)M≥4地震異常活躍，并形成條帶，魯?shù)镸S6.5地震就發(fā)生在條帶上(圖4a)；計(jì)算滇東北地區(qū)12月累計(jì)1月滑動(dòng)頻度，發(fā)現(xiàn)汶川MS8.0地震后該區(qū)的M≥3地震出現(xiàn)顯著的頻次增強(qiáng)(圖4b)。雖然滇東北地區(qū)在2003年發(fā)生過魯?shù)镸S5.1、5.0地震，2004年發(fā)生過魯?shù)镸S5.6地震、2006年發(fā)生過鹽津MS5.1、5.1地震，但M≥3地震年累積頻度均未達(dá)到2008年汶川MS8.0地震后的高值，可見汶川地震對(duì)該區(qū)地震活動(dòng)的影響是存在的。2010年以后滇東北地區(qū)M≥4.0地震活動(dòng)水平為20年以來的最高，4級(jí)地震活動(dòng)的顯著增強(qiáng)和云南多次MS≥6地震前極為相似(付虹等，2002)。3、4級(jí)地震增強(qiáng)是魯?shù)镸S6.5地震前，滇東北最顯著的地震學(xué)異常。

Fig.2Time process diagram of monthly frequency ofM≥3.0 earthquakes in Yunnan region

2前兆異常

2.1趨勢異常

滇東北川滇交界地區(qū)是2014年度云南省地震局MS6.5地震的重點(diǎn)危險(xiǎn)區(qū)。到2014年6月年中震情會(huì)商時(shí)，最為突出的前兆趨勢異常是跨斷層短水準(zhǔn)、短基線.全省12個(gè)場地共有25條測邊出現(xiàn)異常*云南省地震局.2014.云南省2014年年中地震趨勢報(bào)告.，其中下關(guān)水準(zhǔn)3-2測邊的異常形態(tài)和云南及周邊之前發(fā)生的多次MS7地震前的異常相似(圖6)。此外昭通漁洞傾斜、云龍水管傾斜、勐臘洞體應(yīng)變等的加速變化也與云南多次MS≥6地震前的異常相似(圖5)。

2.2短臨異常

魯?shù)镸S6.5地震前短臨異常較多。昭通市昭陽一中的水位，6月11日至15日上升51 cm，該井水位不受降水干擾，自2011年8月采用數(shù)字化觀測以來一直呈緩升趨勢，2012年9月7日彝良MS5.6、5.7地震前，該井未出現(xiàn)短臨異常，因此51 cm的上升異常在震前引起了高度關(guān)注；魯?shù)榉x子在2013年5月21日更換電極后，測值變化一直較為平穩(wěn)，2014年2月10日開始出現(xiàn)趨勢上升異常，在維持高值的基礎(chǔ)上，6月12～14日測值突升0.088 mg/L，上升幅度達(dá)65%；麗江碳酸氫根、鈣離子等，6月7日出現(xiàn)準(zhǔn)同步突降異常，會(huì)澤水位、曲江水溫等都出現(xiàn)不同程度的上升異常(圖6)。5月24日和30日盈江先后發(fā)生5.6、6.1地震，根據(jù)云南地區(qū)多年對(duì)震后異常與新異常識(shí)別的研究結(jié)果，筆者認(rèn)為震源區(qū)R=1.5×10(0.5M-1.8) km外的前兆異常都與區(qū)域構(gòu)造活動(dòng)有關(guān)(付虹，趙小艷，2013)，因此當(dāng)出現(xiàn)上述短期突變異常后，明確認(rèn)為這些異常是區(qū)域構(gòu)造活動(dòng)增強(qiáng)所致，與新地震關(guān)系密切，而不是震后效應(yīng)，因此在全國年中會(huì)商會(huì)上，進(jìn)一步確認(rèn)這些異常有短臨指示意義。這些在盈江MS6.1地震后出現(xiàn)的顯著異常距離魯?shù)镸S6.5地震都不到2個(gè)月，與云南多次巨幅異常與未來地震對(duì)應(yīng)多在70天以內(nèi)的研究結(jié)果一致(陳立德，付虹，2003)。

水位升高表明孔隙壓力增大(劉耀煒等,2010),云南大部分MS≥5.5地震都發(fā)生在高水位地區(qū),但高水位地區(qū)不一定發(fā)生地震*云南省地震局.2003.云南省2003年度地震趨勢研究報(bào)告.。2014年6 月滇東北地區(qū)的宣威、昭通、漁洞、昭陽一中、會(huì)澤水位均出現(xiàn)上升或維持高值狀態(tài),這種高水位狀態(tài)有利于地震的發(fā)生(圖7)。

圖7滇東北地區(qū)高水位井孔分布和異常曲線示意圖

(a)井孔分布示意圖；(b)昭通水位；(c)宣威水位

Fig.7Distribution of high water level well holes and the sketch map of their anomaly curves in Northeastern Yunnan

(a)distribution of high water level well holes；(b)water level at Zhaotong Station；(c)water level at Xuanwei Station

前兆觀測顯著的趨勢異常變化顯示云南地區(qū)存在6～7級(jí)地震的背景，為未來地震的震級(jí)判定提供了依據(jù)；昭通昭陽一中水位、魯?shù)榉x子和麗江碳酸氫根、鈣離子等的突變異?？梢耘卸ǖ卣鸬亩唐谖ｋU(xiǎn)性。其中昭通水位和澄江水位的突降異常是5月24日盈江MS5.6地震后最顯著的新異常，5月28日云南省地震局預(yù)報(bào)中心月會(huì)商時(shí)，分析人員認(rèn)為云南地區(qū)6月可能有發(fā)生6級(jí)地震的危險(xiǎn)，危險(xiǎn)區(qū)主要關(guān)注了滇西北和滇東北地區(qū)，但實(shí)際是5月30日盈江再次發(fā)生了MS6.1地震。由于異常觀測井地處滇東北和滇東南地區(qū)，筆者當(dāng)時(shí)認(rèn)為盈江MS6.1地震并不能解釋這2項(xiàng)異常，他們與魯?shù)镸S6.5地震的關(guān)系更為密切。前兆異常的多點(diǎn)突變?yōu)榈卣鸬亩唐陬A(yù)測提供了依據(jù)，但用其判定哪個(gè)區(qū)域發(fā)生地震是困難的。滇東北高水位的存在結(jié)合區(qū)域地震活動(dòng)的增強(qiáng)，是判定地點(diǎn)的有效方法之一。

魯?shù)镸S6.5地震前，特別是2014年6月下旬云南最顯著的前兆異常分布如圖8所示，從圖可見，前兆異常在云南全省均有分布，可能表明整個(gè)云南地區(qū)區(qū)域應(yīng)力水平較高，導(dǎo)致出現(xiàn)大面積的異常，但總體上滇東北和滇西北的異常相對(duì)更多。

2014年云南出現(xiàn)的前兆異常較多，由于篇幅有限，所給出的僅僅是在震情跟蹤過程中，對(duì)決策貢獻(xiàn)較大的異常。更細(xì)致的前兆異常分析，有待進(jìn)一步研究。

3魯?shù)镸S6.5地震跟蹤預(yù)測及其分析

滇東北地區(qū)是云南省2014年6.5級(jí)左右地震重點(diǎn)跟蹤區(qū)，在震情跟蹤過程中，2014年4月4日永勝發(fā)生ML4.2地震后，云南省地震局上報(bào)的預(yù)測意見認(rèn)為：“云南地區(qū)存在發(fā)生6級(jí)地震的危險(xiǎn)。主要危險(xiǎn)區(qū)為：滇西彌渡—?jiǎng)Υā绖佟愀窭锢粠?；滇東北東川—會(huì)澤—巧家—永善及川滇交界一帶；滇南至滇西南寧洱—墨江—江城—石屏—建水一帶可能發(fā)生5～6級(jí)地震的危險(xiǎn)?！敝?月24、30日在盈江發(fā)生了MS5.6、6.1地震，但地震沒有發(fā)生在所期待的危險(xiǎn)區(qū)內(nèi)。

2014年6月云南省地震局地震趨勢年中會(huì)商會(huì)上，云南省地震預(yù)報(bào)研究中心進(jìn)一步分析云南地震的危險(xiǎn)性后，認(rèn)為“2014年下半年繼續(xù)存在發(fā)生6～7級(jí)地震的背景，主要注意6級(jí)地震的發(fā)生。未來3個(gè)月，云南地區(qū)有發(fā)生6級(jí)左右地震的危險(xiǎn)。主要危險(xiǎn)區(qū)為2014年度的滇西北至川藏交界、四川道孚至川滇交界東部、滇南至滇西南重點(diǎn)危險(xiǎn)區(qū)”。7月26日賓川3.5級(jí)、31日賓川3.4級(jí)地震相繼發(fā)生后，8月1日會(huì)商會(huì)再次堅(jiān)持認(rèn)為云南短期內(nèi)存在6級(jí)地震的危險(xiǎn)。

2014年的所有短期預(yù)測都把滇西北地區(qū)放在預(yù)測地點(diǎn)的首位，其次才是滇東北地區(qū)，盈江MS6.1和魯?shù)镸S6.5地震分別發(fā)生在小滇西和滇東北地區(qū)。從魯?shù)榈卣鹎暗牡卣鸹顒?dòng)和前兆異常分析，滇東北的MS≥6地震判據(jù)是充分的，回顧當(dāng)時(shí)決策的依據(jù)，把滇西北危險(xiǎn)區(qū)排在第一位，與永勝和賓川震群發(fā)生在滇西北地區(qū)有密切關(guān)系。因?yàn)橛绖?、賓川地處滇西北地區(qū)，歷史上發(fā)生4級(jí)地震后也是對(duì)應(yīng)滇西北地區(qū)的地震居多，因此當(dāng)永勝、賓川窗口出現(xiàn)開窗地震后，首先考慮了滇西北地區(qū)，加之年度危險(xiǎn)區(qū)預(yù)測，滇西北也是6～7級(jí)地震的重點(diǎn)跟蹤區(qū)。

從魯?shù)镸S6.5地震的跟蹤過程分析，對(duì)時(shí)間的預(yù)測優(yōu)于對(duì)地點(diǎn)的判斷。對(duì)時(shí)間預(yù)測貢獻(xiàn)較大的是云南大區(qū)域的M≥3地震活動(dòng)月頻次高值，前兆突變異常的增加和地震窗口出現(xiàn)開窗地震。

4結(jié)論和討論

(1)魯?shù)镸S6.5地震發(fā)生在云南省M≥6.5地震平靜14.6年的背景下，震前短期階段云南地區(qū)M≥3地震出現(xiàn)活躍狀態(tài)，月頻次25達(dá)到MS≥6地震預(yù)測的閾值，賓川地震窗口出現(xiàn)開窗地震。云南地區(qū)MS≥6.5地震長時(shí)間的缺震，以及對(duì)云南MS≥6地震成組活動(dòng)特征的認(rèn)識(shí)，M≥3地震活躍和窗口地震活動(dòng)是魯?shù)镸S6.5地震前短期階段，能認(rèn)識(shí)到云南地區(qū)未來3個(gè)月內(nèi)有MS≥6地震的地震學(xué)依據(jù)。

(2)滇東北地區(qū)從2003年以來開始出現(xiàn)MS≥5地震叢集活動(dòng)，汶川MS8.0地震后M≥3地震活動(dòng)顯著增強(qiáng)，2010年以來4、5級(jí)地震活動(dòng)增強(qiáng)，并形成4級(jí)地震條帶，魯?shù)镸S6.5地震發(fā)生在條帶上。區(qū)域不同震級(jí)的地震活動(dòng)增強(qiáng)，是魯?shù)镸S6.5地震前震中附近地區(qū)最顯著的地震活動(dòng)異常，與云南多次M≥6地震前的異常特征有較好的相似性(付虹等，2002)。這一異?，F(xiàn)象與實(shí)驗(yàn)室得到的加速協(xié)同化開始于準(zhǔn)靜態(tài)擴(kuò)展向準(zhǔn)動(dòng)態(tài)擴(kuò)展的轉(zhuǎn)化，斷層間出現(xiàn)強(qiáng)相互作用的結(jié)果，較為一致，即這是因?yàn)閿鄬拥膮f(xié)同化特征所致(馬瑾，郭彥雙，2014)，因此震前滇東北的中小地震活動(dòng)增強(qiáng)具有一定的物理意義。

(3)震前云南地區(qū)出現(xiàn)顯著的前兆趨勢異常，是判定云南地區(qū)下半年存在6～7級(jí)地震的重要依據(jù)。基于對(duì)震后異常與新地震異常的識(shí)別研究結(jié)果(陳立德，付虹，2003)，5月30日盈江MS6.1地震后出現(xiàn)的流體突變異常，被及時(shí)識(shí)別為新地震異常，為魯?shù)镸S6.5地震的短期預(yù)測提供了依據(jù)。結(jié)果再次證明，云南多年積累的震后異常和新地震異常的識(shí)別研究方法和結(jié)果是有效的。

(4)永勝和賓川窗口發(fā)生開窗地震后，認(rèn)為窗口所處的區(qū)域最危險(xiǎn)，因此一直把滇西北地區(qū)放在預(yù)測的第一危險(xiǎn)區(qū)，事實(shí)上地震并沒有發(fā)生在窗口所處的區(qū)域。窗口地震應(yīng)該是區(qū)域的應(yīng)力敏感點(diǎn)，因此出現(xiàn)開窗地震只表明應(yīng)力水平增加，可能的發(fā)震區(qū)域不能僅限于窗口所處的區(qū)域，是這次跟蹤過程中的一個(gè)重要認(rèn)識(shí)。

(5)根據(jù)地震活動(dòng)和前兆異常的演化特征，震前云南省地震預(yù)報(bào)研究中心做了不同程度的短期預(yù)測，從預(yù)測結(jié)果看，對(duì)發(fā)生6級(jí)地震的時(shí)間判斷基本上是正確的，但對(duì)地點(diǎn)的判斷有偏差。云南2014年盈江MS6.1和魯?shù)镸S6.5地震前的短期異常是突出的，表明出現(xiàn)大面積的中小地震活動(dòng)增強(qiáng)和前兆群體突變異常，可能是區(qū)域應(yīng)力水平增強(qiáng)的結(jié)果，在這種應(yīng)力狀態(tài)下有利于強(qiáng)震發(fā)生。但在多個(gè)地震同時(shí)孕育過程中，判斷哪個(gè)危險(xiǎn)區(qū)先發(fā)生地震較為困難。現(xiàn)階段的預(yù)報(bào)水平要通過成功短臨預(yù)報(bào)取得減災(zāi)實(shí)效也是有難度的。

(6)2014年8月3日魯?shù)镸S6.5地震前，5月24、30日云南盈江發(fā)生了MS5.6、6.1地震，之后10月7日景谷又發(fā)生了MS6.6地震，在多個(gè)地點(diǎn)成組地震連發(fā)過程中，地震活動(dòng)和前兆異常是復(fù)雜的，對(duì)具體判斷每一個(gè)地震增加了難度。但在每組地震前都能看到新的前兆異常出現(xiàn)是肯定的，這為新地震異常的前兆識(shí)別研究提供了依據(jù)，也為成組地震預(yù)測提供了借鑒。

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Analyzing the remarkable precursory anomalies in the process of seismic tracking before Yunnan LudianMS6.5 earthquake in 2014，we considered that the main characteristic of earthquake activity anomaly before the earthquake was that the quiet ofM≥6.5 earthquakes for a long time，the cluster activities ofM≥6.0 earthquakes and the high value of monthly frequency ofM≥3.0 earthquakes in Yunnan province. The main basis of making the judgment that there existedM≥6.0 earthquake in Northeastern Yunnan region are the prosodic features ofM≥5.0 earthquakes in Northeastern Yunnan region，the earthquake activities ofM3.0～4.0 earthquakes increased notably since 2008 and some high water level anomalies in Northeastern Yunnan region since 2014. In the process of the several earthquakes preparation at the same time，it is difficult to make the judgment whose risk region will be the first to occur the earthquake. However there appeared new precursory anomalies before each earthquake，which can help us to identify the new earthquake in the occurrence of grouped earthquakes in succession. The monthly frequency anomaly ofM≥3.0 earthquakes and the increasing of sudden change of precursory abnormity items made good effort in the time prediction of LudianMS6.5 earthquake in the short-term period.

Key words：LudianMS6.5 earthquake；precursory anomaly；anomaly characteristic；earthquake prediction

*收稿日期：2015-01-15. 基金項(xiàng)目：中國地震局“云南魯?shù)?.5級(jí)地震專題研究”和云南省人民政府“十項(xiàng)措施”監(jiān)測預(yù)報(bào)項(xiàng)目(JCYB-20080601-5)共同資助

中圖分類號(hào)：P315.7

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1000-0666(2015)02-0181-08

Anomaly and Forecast of Yunnan LudianMS6.5 Earthquake in 2014

FU Hong，QIAN Xiao-dong，MAO Yu-ping，SU You-jin，LIU Xiang，LI Qiong，ZHANG Li，ZHAO Xiao-yan，WU Cheng-dong

(Earthquake Administration of Yunnan Province，Kunming 650224，Yunnan，China)

Abstract