2013年洱源5.5級地震近源區(qū)多點水汞短臨異常變化特征*

高　瓊　鄧嘉美

(中國地震局滇西地震預(yù)報實驗場辦公室，云南大理671000)

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2013年洱源5.5級地震近源區(qū)多點水汞短臨異常變化特征*

高瓊鄧嘉美

(中國地震局滇西地震預(yù)報實驗場辦公室，云南大理671000)

摘要洱源地震前兩個月，滇西地震預(yù)報實驗場3個汞觀測點均出現(xiàn)短臨異常，有一定的準(zhǔn)同步性。但3個測點變化在異常形態(tài)、 異常變化時間上隨震中距不同呈現(xiàn)出各自的變化特征，這樣的特征對于提高未來地震震中預(yù)報精度、 實現(xiàn)具有防震減災(zāi)實效的短臨預(yù)報具有重要意義。

關(guān)鍵詞洱源地震； 汞； 短臨異常； 滇西地震預(yù)報實驗場

引言

在地震前兆研究方面，尋找近源短臨前兆異常變化特征，對于提高地震震中預(yù)測精度，實現(xiàn)具有防震減災(zāi)實效的地震預(yù)報具有重要的意義。

2013年3月3日13時41分15.9秒，云南省洱源縣(25°56’N，99°47’E)發(fā)生5.5級地震，震源深度9 km。這是近幾年滇西地震預(yù)報實驗場范圍內(nèi)(以下簡稱滇西實驗場)震級較大的一次地震。震前，滇西實驗場區(qū)內(nèi)3個汞觀測點均出現(xiàn)震前短臨異常，異常形態(tài)突出，且3測點異常在時間上有一定的同步性。楊芬等[1]對滇西實驗場水汞同步性異常與中強地震的關(guān)系做過研究，認(rèn)為滇西實驗場水汞同步性異常在近源地震前有較好的反映。這次洱源5.5級地震前多點水汞異常變化特征又是一個很好的震例。

1滇西實驗場活動斷裂和汞觀測點分布

滇西實驗場分布有多條地震活動強烈的構(gòu)造，諸如紅河斷裂、 楚雄—建水?dāng)嗔选?中甸—劍川斷裂、 麗江—劍川斷裂以及近南北向的程海斷裂。場區(qū)3個汞觀測點洱源、 下關(guān)和彌渡都位于紅河斷裂帶北段(圖1)。這些水汞測點均為高溫溫泉，與地殼深部有直接通道，能很好地反映斷裂深部應(yīng)力場變化狀態(tài)，同時地殼深部水汞靈敏度較高的特性使其成為預(yù)報地震的一項比較理想的指標(biāo)[2]。3個觀測點的基本情況見表1。

圖1　滇西實驗場主要活動斷裂和汞觀測點示意圖

序號測點構(gòu)造部位井深/m觀測起始時間1洱源20號井紅河斷裂與鶴慶—洱源斷裂交匯部位266.61989.112下關(guān)紅河斷裂次級西洱河斷裂分支塘子鋪斷裂上上升溫泉1988.073彌渡紅河斷裂與程海斷裂交匯處溫泉自流井2007.06

2滇西實驗場3個汞觀測點異常變化特征

洱源20號井水汞自觀測以來數(shù)據(jù)連續(xù)完整，無明顯的年變規(guī)律，短臨異常以多點突跳為主，異常形態(tài)清晰。2008 年 9 月后取日測值 ≥10 ng/L 為異常[3]，在確認(rèn)異常后2個月內(nèi)再出現(xiàn)異常為同組異常，不再另報。2009年以來，最大變化為80.7 ng/L，震前異常信噪比非常顯著，應(yīng)震時間平均為17天，除了其中1次異常至發(fā)震間隔時間為33天外，其余均在1個月之內(nèi)，顯然這是較好的短臨預(yù)報指標(biāo)(圖2，表2)。

圖2　洱源20號井水汞日均值變化

表2　洱源20號井水汞2009年以來異常及其對應(yīng)地震統(tǒng)計表

下關(guān)水汞觀測點位于下關(guān)塘子鋪溫泉，自觀測以來數(shù)據(jù)連續(xù)完整。短臨異常有單點突跳和多點突跳兩種形態(tài)，異常幅度十分顯著，正常情況測值在100 ng/L附近上下波動，取日測值 ≥250 ng/L 為異常。2009年以來，最大變化為520.5 ng/L，震前異常信噪比非常顯著，應(yīng)震時間最長37天，其中1次異常持續(xù)到地震當(dāng)天，這也是一項較好的短臨預(yù)報指標(biāo)(圖3，表3)。

圖3　下關(guān)水汞日均值變化

表3　下關(guān)水汞2009年以來異常及其對應(yīng)地震統(tǒng)計表

彌渡觀測點氣汞2007年11月開始采用自動數(shù)字測汞儀觀測，自觀測以來數(shù)據(jù)連續(xù)完整，無明顯的年變規(guī)律，正常情況測值在0.09 ng/L附近上下波動，異常變化是在背景值基礎(chǔ)上呈數(shù)倍或百倍的連續(xù)高值，取日均值大于五倍均值為異常。2008年以來，最大變化為3.8316 ng/L，震前異常信噪比非常顯著，應(yīng)震時間最長3個月，其中1次異常持續(xù)到地震當(dāng)天，其余均在2個月之內(nèi)，相對于滇西實驗場另外兩個測點觀測指標(biāo)，這項指標(biāo)的應(yīng)震時間稍長(圖4，表4)。

圖4　彌渡氣汞日均值變化

3洱源地震前3個汞測點短臨異常情況

如圖5，洱源20號井水汞1月16日和17日分別出現(xiàn)14.4 ng/L和16.4 ng/L的高值突跳，2月5日和2月14日再次出現(xiàn)14 ng/L和13.5 ng/L的高值突跳后恢復(fù)正常，于3月3日發(fā)生洱源5.5級地震。下關(guān)水汞高值突跳集中出現(xiàn)在洱源地震前10天，分別是2月21日的404.3 ng/L，2月22日的390.5 ng/L，2月24日的390.4 ng/L，2月26日的290 ng/L和2月27日的279.4 ng/L，洱源地震當(dāng)天仍高達(dá)290.6 ng/L，洱源地震后汞含量緩慢下降，恢復(fù)到背景值附近。彌渡氣汞自2月14日開始至2月22日，連續(xù)9天出現(xiàn)十倍背景值左右的高值突跳，異常結(jié)束9天發(fā)生洱源地震。

圖5　洱源20號井(a)、 下關(guān)(b)、 彌渡(c)震前異常變化情況

從異常統(tǒng)計情況看(表5)，3個測點異常集中出現(xiàn)在震前兩個月內(nèi)，震中距最近的觀測點，異常出現(xiàn)的時間早于震中距遠(yuǎn)的另外兩個觀測點，異常持續(xù)的時間也長于另外兩個觀測點，并且異常結(jié)束后距離發(fā)震的時間也長于另外兩個觀測點。

表5　洱源地震前各觀測點異常情況統(tǒng)計表

4結(jié)論和討論

(1) 大多數(shù)研究都指出，多臺項前兆異?？煽啃院蛯?yīng)概率較單項前兆異常高[4-6]。而洱源地震前，滇西實驗場3個觀測點均在洱源震前2個月出現(xiàn)短臨異常，并且它們異常信噪比均非常顯著，極容易被發(fā)現(xiàn)和確認(rèn)。事實上，我們就是在震前捕捉到該異常并作為重要預(yù)報依據(jù)，填報預(yù)報卡，對2013年3月3日洱源地震作了較好的預(yù)報。

(2) 出現(xiàn)異常的3個觀測點均分布于紅河斷裂帶附近，距離洱源地震震中最近的洱源測點，震前異常出現(xiàn)較早，持續(xù)時間長，異常結(jié)束至發(fā)震間隔時間長。而震中距>50 km的下關(guān)、 彌渡測點，異常出現(xiàn)得晚，異常持續(xù)時間短，異常結(jié)束至發(fā)震間隔時間短，下關(guān)測點異常甚至持續(xù)至地震當(dāng)天。魏家珍、 申春生的地下水爆破試驗和水壓致裂試驗結(jié)果[7]很好解釋了洱源地震前3個汞測點短臨異常出現(xiàn)的時間先后、 持續(xù)時間長短與震中距遠(yuǎn)近的關(guān)系。

(3) 地震的孕育是一個應(yīng)力積累從弱到強的變化過程。在這過程中，地震孕震的近源區(qū)內(nèi)應(yīng)力場變化強度顯著高于遠(yuǎn)源區(qū)，因此，我們就有可能觀測到較多的前兆異常； 然后通過對這些前兆異常的時間先后及同步性、 異常變化的形態(tài)和變化幅度的差異性進行研究，有可能進一步提高三要素的預(yù)測精度。

(作者電子信箱，高瓊： gaoqiong146@126.com)

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 楊芬，金明培，趙家本，等. 滇西實驗場水汞同步性異常與中強地震的關(guān)系. 國際地震動態(tài)，2009(5)： 14-20

[2] 國家地震局科技監(jiān)測司. 汞量測量方法講義. 1992

[3] 李慶，周桂華，李春榮，等. 洱源水汞在云南地震預(yù)測預(yù)報中的實踐應(yīng)用. 國際地震動態(tài)，2012(6): 282-282

[4] 石紹先，程萬正. 川滇前兆群體異常與成組強震. 中國地震，2004，20(2)： 170-178

[5] 陳燕，石紹先，劉強. 云南水汞群體非均勻度異常與成組強震活動關(guān)系. 西北地震學(xué)報，2007，29(2)： 161-164

[6] 陳顒. 探索地震前兆復(fù)雜性. 北京: 北京學(xué)術(shù)期刊出版，1989: 85-112

[7] 魏家珍，申春生. 地下爆破和水壓致裂試驗中汞的地球化學(xué)效應(yīng), 斷層氣測量在地震科學(xué)中的應(yīng)用. 地震出版社，1991: 203-208

The characteristics of short-term and impending anomalies

from mercury observations around source area of

Eryuan 2013M5.5 earthquake

Gao Qiong，Deng Jiamei

(Western Yunnan Earthquake Prediction Study Area，Dali, Yunnan 671000，China)

AbstractTwo months before the Eryuan M5.5 earthquake，mercury observations at 3 stations in the Western Yunnan Earthquake Prediction Study Area show short-term and impending anomalies，and there was a synchronous anomalies from three observations. But these mercury observations had their own abnormal form and duration in variation characteristics with the change of epicenter distance，it would have important significance by studying these short-term and impending characteristics to improve the accuracy of future earthquake location and achieve earthquake mitigation effectiveness.

KeywordsEryuan earthquake; mercury observation; short-term and impending anomalies; Western Yunnan Earthquake Prediction Stduy Area

收稿日期：*2015-05-19； 采用日期： 2015-09-29。

中圖分類號：P315.72+4；

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A； doi: 10.3969/j.issn.0235-4975.2015.12.005