基于汶川地震震例用震兆共遷方法對地震預測的討論

郭增建，郭安寧，李健梅，白雪見

（1.中國地震局蘭州地震研究所，蘭州730000；2.廣東省地震局，廣州510070）

基于汶川地震震例用震兆共遷方法對地震預測的討論

郭增建1，郭安寧1，李健梅2，白雪見1

（1.中國地震局蘭州地震研究所，蘭州730000；2.廣東省地震局，廣州510070）

介紹了地震預測的兩個思路，即“源場思路”和“源線思路”。主要用源線思路回顧性地討論了由云南和滇川交界地區(qū)的遠臺前兆預測2008年汶川大震的問題。預測的方法可稱為“震兆共遷法”。

源場思路；源線思路；遠臺前兆；汶川大震；震兆共遷法

0 前言

在地震預報方面，目前有兩種思路,一種是“源場思路”，即有個震源，圍繞震源有個前兆場，然后按以“以場求源”的思路去預報地震，通俗的說就是哪里前兆多就向那里預報地震。另一種思路是“源線思路”，即由與震源有關(guān)的某特征線上的前兆，如區(qū)域最大剪切線上的前兆和震中遷移線上的前兆等取其交會點或交匯區(qū)而進行地震預報。這兩種思路是不矛盾的，是可以結(jié)合的，特別是在大震預報時更需結(jié)合。下面主要討論“源線思路”。

1 源線思路的特征線

“源線思路”的特征線主要有兩條：

（1）如果發(fā)現(xiàn)在歷史上震中遷移始發(fā)區(qū)現(xiàn)在出現(xiàn)了前兆，則作兩個預測方案，一個是前兆臺站附近可能有震（這與源場思路相重合），一個是昔日震中遷移所至地區(qū)可能有震（這是源線思路的觀點，這種情況一般震級較大，因特征線穿過了近震源的場區(qū)部分）。該思路是1985年提出，后來一直重復和強調(diào)以及論證這種思路[2-9]。這個思路的預測方法，在文獻[8]中曾稱為“空間遷移法”，為表達更確切，現(xiàn)稱為“震兆共遷法”或“震兆共遷模式”。這是從海城和唐山等地震總結(jié)出來的。

（2）如某一與區(qū)域主壓應力方向夾45°的方向上或其兩側(cè)附近，發(fā)現(xiàn)前兆較多，則預測在它們延伸方向上可能有所要預測的震源，且震源的斷層面走向與這條線的方向一致，但不知該線上何段發(fā)震，因之它是“定線預測”。這個定線預測與上述震中遷移的“定點預測”相交或相匯，即可進一步確認未來大震的震中位置以及極震區(qū)的長軸方向。如1976年唐山大震前與區(qū)域主壓應力夾45°的北東方向上前兆較多（由東北向西南數(shù)有鐵嶺氡氣，沈陽地傾斜，唐山地區(qū)井塌，寧河水準，張道口氡氣以及青縣井噴等），這個方向就是后來唐山大震的震源斷層走向（亦即極震區(qū)長軸方向）。再如2008年汶川大震前，都江堰小震群、瀘定小震和康定小震群以及稍早一些時間的青江2次4級等小震就位于這一條北東向的線上或附近，在甘肅康縣地電異常也很大，也在此線的延伸方向上。這個北東向的特征線與當?shù)氐慕鼥|西向的區(qū)域主壓應力方向夾45°。在這里要指出，與區(qū)域主壓應力夾45°的方向還有一個與前一方向相垂直的方向，但這個方向上的前兆不如前一個多。以上兩個特征線的交會或交匯即可進一步確認未來大震的位置和極震區(qū)長軸方向。這兩者是配套應用的。

我們以2008年5月12日汶川大震為例討論用上述第一種特征線，即用震兆共遷法（或稱震兆共遷模式）回顧性討論預測汶川大震。

2 汶川大震前的前兆展布

對于汶川大地震的研究從機理及前兆方面都研究見諸多種文獻[11-14]。

汶川大震前，前兆主要分布在云南和滇川交界地區(qū)，按云南地震局付虹等的研究[10]，這些前兆極為顯著，且在汶川大震前早就發(fā)現(xiàn)了，并由它們曾預測云南或滇川交界地區(qū)可能有7級大震，但后來這個預測未對應，而對應了甚遠的汶川大震。這個對應遠震的現(xiàn)象，業(yè)界一直未解釋。我們認為用“震兆共遷法”可作一定解釋，下面具體作討論。

根據(jù)文獻[10]列舉的異常曲線，以麗江和曲靖的水溫異常最易辯認（圖1）。異常原因是水溫在汶川大震前劇烈上升，但如何預測地震呢？在麗江地區(qū)，1925年10月25日同一天，發(fā)生5級和6級地震兩次，1926年8月11日四川康定西南發(fā)生5級地震，這是一次遷移。其間有1925年12月22日云南勐臘南發(fā)生6級地震，此又是麗江向勐臘的一次遷移。在這種情況，麗江到康定的遷移只占遷移概率的50%。另外，1933年3月1日麗江發(fā)生5級地震，同年6月7日麗江北邊的中甸發(fā)生6級地震，它們可看作是共同的構(gòu)造活動。此活動后，1933年8月25日震中遷至四川迭溪（7.5級）。1961年4月18日麗江東北發(fā)生5級地震，同年6月27日中甸發(fā)生6級地震，也可看作是共同的構(gòu)造活動。此活動后第二天，6月28日四川茂汶西北發(fā)生4.8級地震，12月8日北川發(fā)生4.7級地震。這最后兩次遷移因始發(fā)區(qū)皆包括麗江，與單獨的中甸地區(qū)地震不同，所以我們認為共同的活動可作為麗江準6級地震始發(fā)區(qū)向茂汶地區(qū)遷移。至于遷至地區(qū)的地震震級可大可小。

圖1 汶川地震前云南地區(qū)水溫觀測典型異常示意圖Fig.1 Sketch of typicalwater temperature anormalies in Yunnan area beforeWenchuan earthquake

圖2 滇西地區(qū)5Ma期間的構(gòu)造格架及其演變歷史Fig.2 Tectonic framework and its evolution history during the 5Ma peoriod in the western area of Yunnan Province

根據(jù)地質(zhì)專家張家聲和韓竹軍的研究[15]，由劍川經(jīng)麗江有一條北東向的斷裂帶直通到四川石棉地區(qū)（圖2），他們稱此斷裂為小金河斷裂帶。這個斷裂帶與龍門山斷裂帶走向一致，只是在瀘定石棉地區(qū)這兩個斷裂不銜接，有錯開，龍門山斷裂偏北，小金河斷裂偏南。如圖2所示。由于這個地質(zhì)背景，所以我們認為上述由麗江向康定和向茂汶、迭溪的震中遷移不是偶然的，可能與龍門山有某種聯(lián)系。這樣，在麗江出現(xiàn)水溫劇變的異常后，我們可向康定、茂汶、迭溪地區(qū)作破壞性地震預測。

曲靖離尋甸很近，尋甸在1713年2月16日發(fā)生63/4級地震，同年9月4日震中遷移至四川茂縣疊溪（7級），茂縣疊溪就在2008年汶川8級大震極震區(qū)附近。這是一次遷移。在尋甸地區(qū)歷史上還有1833年9月6日8級地震和1927年3月15日發(fā)生的6級地震。這后一地震的第二天，震中遷至青海哈拉湖（6級）?？紤]到它們之間無構(gòu)造聯(lián)系，所以不考慮它。1833年地震之后，1834年地震遷至西藏定日（61/4級），因也無構(gòu)造聯(lián)系的背景，故也不考慮。這樣考慮到由曲靖到疊溪有南北地震帶作聯(lián)系，所以可由曲靖的水溫異常唯一性的預報疊溪地區(qū)可能有破壞性地震。

總結(jié)以上所述按照震兆共遷模式，由麗江向康定地區(qū)和茂汶迭溪的連線與由曲靖至茂汶疊溪的連線的交會或文匯地區(qū)，大體就是汶川2008年大震所在的范圍。

在文獻[10]中，2008年汶川大震前云南還有其他遠臺前兆。通海水淮和短基線、高大地下水位和玉溪江川水位異常，它們位于狹義南北地震帶上。在昔日，1970年1月5日通海發(fā)生7.7級地震（美國定為7.3級），1970年2月24日震中遷至四川大邑（6.2級）。大邑地震距2008年汶川大震極震區(qū)西南端都江堰很近。另外，1913年峨山發(fā)生7級地震，1915年震中遷至青海曲麻賴，因無地質(zhì)構(gòu)造聯(lián)系，故不考慮它。1929年3月22日通海還發(fā)生過一次6級地震，此震后同年10月17日震中遷至騰沖北（M=6）。這樣，通海、高大、玉溪、江川異常出現(xiàn)后可以50%的概率預報大邑附近可能發(fā)生地震，這已接近汶川震區(qū)了。昭通水位異常點也是在狹義的南北地震帶上。1974年5月11日昭通附近大關(guān)北7.1級地震后，1975年1月15日震中遷至四川九龍東北（6.2級，其位置位于康定與九龍之間，即康定南邊貢嘎山附近）。另外，還有1917年7月31日大關(guān)北6級地震，1919年5月29日震中遷至四川道孚。這樣，昭通地下水位異常后，可以50%的概率預報康定、九龍地區(qū)可能發(fā)生破壞性地震?？刀ň喽冀?80 km。

把上述麗江和曲靖水溫異常所預報的康定、茂汶地區(qū)與通海和昭通地區(qū)異常所預報的大邑康定地區(qū)互相配合，則大致可圈定茂汶到康定地區(qū)是未來的大震區(qū)。

對于永勝水位和基線異常以及下關(guān)水準、基線異常，我們作以下理解。永勝距離麗江不遠，約60 km。考慮到小金河斷裂有一定寬度，所以可把永勝視為是小金河斷裂的影響區(qū)，因之麗江1925年6級地震活動后震中向康定地區(qū)以及1933年和1961年準6級地震后向茂汶迭溪地區(qū)的遷移，可代表永勝地區(qū)，這樣永勝的水準和基線異常，也可向康定地區(qū)作破壞性地震預測。

下關(guān)地區(qū)遠離小金河斷裂帶，它距麗江約140余km，但它在小金河斷裂與紅河斷裂的交會地區(qū)（圖2），交會地區(qū)是兩斷裂互相影響的地區(qū)，所以小金河的活動會通過交會區(qū)而影響到下關(guān)地區(qū)，從而下關(guān)地區(qū)的水準和基線異常也可預測康定地區(qū)或茂汶迭溪地區(qū)可能有破壞性地震。關(guān)于交會地區(qū)的互動也可由1925年3月16日下關(guān)發(fā)生7級地震與同年10月15日麗江發(fā)生5級地震和6級地震其時間相距較近來佐證。

在文獻[10]中，楚雄地區(qū)在汶川大震前其水管傾斜儀有異?！，F(xiàn)還找不到震兆共遷所沿的地質(zhì)背景和地震帶背景。1975年1月12日楚雄5.4級地震后，第三天（即1月15日）震中遷至北邊康定與九龍之間的貢嘎山附近（6.2級）。這雖距汶川遠一些，但畢竟靠近了?？紤]到楚雄位于由西昌向南通至云南境內(nèi)的南北向斷裂帶西邊不遠，這個斷裂帶也屬于南北地震帶。所以我們可認為楚雄與汶川大震有聯(lián)系，即汶川大震前楚雄出現(xiàn)地傾斜異?？上蚩刀ǖ貐^(qū)作破壞性地震預測。

以上是文獻[10]中列舉的云南地區(qū)在汶川大震前觀測到的諸異常，它們都可用震兆共遷模式對汶川大震的位置作一定程度的預測。由于云南是遠臺前兆，這種前兆一般對應的地震其震級比較大（但具體多大，要用別的方法去求）。對于前述50%遷移的一些地震，它們的遷至點大致向同一地區(qū)集中，這一點可作為要預測的大震位置的判據(jù)。另一半50%的遷移分散遷至別處，它們不集中，故不考慮。

在2008年汶川大震前除了上述文獻[10]列舉的云南前兆異常資料外，在滇川交界偏四川一側(cè)，也有明顯的前兆異常，它們距汶川也有500 km之遙。也可用“震兆共遷法”預測汶川地區(qū)地震。

在歷史上，1955年攀枝花和會理地區(qū)發(fā)生地震后震中向汶川地區(qū)遷移（1958年）。因之攀枝花和會理地區(qū)是震中遷移始發(fā)區(qū)。在這個始發(fā)區(qū)在2008年曾出現(xiàn)甚為明顯的地電阻率前兆和深井水位前兆。

（1）四川紅格臺地電阻率前兆，在四川紅格地方（距攀枝花甚近）設(shè)有地電臺。按錢復業(yè)和趙玉林的研究，這個臺上在2008年汶川大震前觀測到很典型的地電前兆，如圖3所示。圖3是2008年4月10日到5月30日的電阻率的變化。這在文獻[6]中有介紹。

圖3 2008年5月12日汶川8.0級地震震前一個月紅格PS100地電臺出現(xiàn)的短臨震兆Fig.3 The impending earthquake precursors of Hongge PS100 station onemonth beforeWenchuan MS8.0 Earthquake，May 12th，2008.

（2）2008年汶川大震前，按鄧一唯的研究，在攀枝花東南不遠處的會理出現(xiàn)極為明顯的井水前兆（井深500多米），如圖4所示。由圖4可以看出，在2000年到2007年7年中，這個井水位很平穩(wěn)，但到2007年水位急劇上升，地震發(fā)生后略有下降。

以上兩個前兆觀測站都在滇川交界偏四川一側(cè)地區(qū)（見圖3和圖4），它們距汶川大震大于500 km，屬于遠臺前兆。那如何預報汶川大震呢？下面來討論。

在汶川與北川地區(qū)歷史上發(fā)生過兩次6級以上的地震：一次是1657年4月21日的6地震，一次是1958年2月8日的6.2級地震。對于1958年的6.2級地震來說，在其前于1955年9月23日在永仁、會理一帶曾發(fā)生6級地震。在這兩震期間，川滇地區(qū)再無5級以上地震，且此兩震相差不到2年半，可以看作是一次震中遷移，如圖5中實心黑圓點所示。這個6級地震震中距攀枝花甚近。按照文獻[1]的觀點，攀枝花地區(qū)是震中遷移始發(fā)區(qū)，紅格和會理出現(xiàn)明顯的前兆，可認為是震中遷移始發(fā)區(qū)出現(xiàn)的前兆。對此我們可有兩個預報方案：一個是前兆觀測臺站附近有破壞性地震，一個是在昔日震中遷移所至的地區(qū)有破壞性地震，即汶川有破壞性地震。這后一方案后來是對應了5月12日的汶川大震。2008年8月30日在觀測點附近的仁和區(qū)、四川會理縣交界還發(fā)生了6.1級地震。這是前一方案所相應的地震。這是兩個預報方案中皆發(fā)生了破壞性地震的震例。

圖4 會理18井水位對汶川8.0級、攀枝花6.1級地震的映震異常Fig.4 The anomaly reflecting earthquake ofwellwater level in Huili18 well during theWenchuan MS8.0 Earthquake and Panzhihua MS6.1 Earthquake

3 討論

通過以上云南和滇川交界地區(qū)的遠臺前兆預測2008年汶川大震的問題。即“源場思路”和“源線思路”，方法主要用源線思路回顧性地討論預測的方法，拓展而得到以下幾個點的討論：

圖5 1955年永仁會理地震向汶川地區(qū)的遷移Fig.5 Themigration of the Yongren earthquake to the Wenchuan area in 1955

（1）根據(jù)震兆共遷判據(jù)作預報時如有兩個臺具備震兆共遷判據(jù)，則可把要預測的震中的大概位置唯一的確定下來。

（2）地震預報問題是復雜的，它不單是由震源周圍展布一個場的“源場模式”來預報地震，還應考慮“源線模式”。

（3）中國地域?qū)掗?，是研究遠近前兆皆備的好環(huán)境，希望全國臺站共陳觀測資料，以備研究，并用于大震預報。

（4）遠臺前兆與震中的關(guān)系以前國內(nèi)研究很少，而恰巧2008年汶川大震前異常多出現(xiàn)于云南和滇川交界地區(qū)的遠臺，因之用傳統(tǒng)思路對震中位置不易判斷，這是一個歷史的科學教訓，值得總結(jié)與深入研究。

（5）在一些歷史震例及國外震例的研究中，也發(fā)現(xiàn)了有類似的規(guī)律[16-17]，作進也進行了一些研究，這是今后應擴大震例進行探索的方向

[4]郭增建，秦保燕.地震成因與地震預報[M].北京：地震出版社，1991.

[5]郭增建，秦保燕，郭安寧.地氣耦合與天災預測[M].北京：地震出版社.

[6]郭安寧，郭增建.5.12汶川地震預測回顧[M].西安：西安地圖出版社，2009.

[7]郭增建，郭安寧，張惠芳，等.地震遷移始發(fā)區(qū)的前兆在地震預測中的意義[J].災害學，2014，29（3）：15-17.

[8]郭增建，郭安寧.唐山7.8級地震前震中遷移與遠臺前兆的關(guān)系[J].華北地震科學，2014，32（4）：1-3.

[9]郭增建.穴位論與地球物理災害鏈[C]\地球物理學進展（紀念中國地球物理學會成立60周年專輯）.北京：科學出版社，2007，22（4）：1 370-1 374.

[10]付虹，趙小艷.汶川MS8.0級地震前云南地區(qū)顯著前兆觀測異常分布[J].地震學報，2003，35（4）：477-484.

[11]連尉平，盧大偉，唐方頭，等.汶川MS8.0地震逆沖滑動沿斷層深度的分布特征及其數(shù)值模擬解[J].地震工程學報，2014，36（1）：88-92.

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[14]孫麗娜，王曉山，楊家亮，等.震源機制類型對近場峰值加速度（PGA）分布的影響--以唐山和汶川震區(qū)為例[J].地震工程學報，2015，37（1）：159-167.

[15]張家聲，韓竹軍.滇西北玉龍-哈巴雪山的遞進變形、FT年代和區(qū)域構(gòu)造聯(lián)系[A].馬宗晉.現(xiàn)代地殼運動與地球動力yn學研究-青藏高原巖石圈現(xiàn)今變動與動力學[M].北京：地震出版，2001.

[16]郭增建，郭安寧，張煒超，等.1556年華縣81/4地震歷史記載的地震科學價值研究[J].地震工程學報，2014，36（2）：282-285.

[17]郭增建，郭安寧，吳建華，等.2015年10月26日阿富汗MS7.8地震發(fā)生時間的回顧性預測[J].地震工程學報，2015，37（4）：1 127-1 128.

[1]郭增建.震中遷移與前兆穴位[J].西北地震學報，1985，7（4）：94-102.

[2]郭增建，秦保燕.災害物理學[M].西安：陜西科學出版社，1989.

[3]郭增建.由歷史地震的震中遷移現(xiàn)象討論1976年唐山大震的遠距離水動態(tài)異常[A].閔子群.中國歷史地震研究文集（1）[C].北京：地震出版社，1989.

Discussion on Earthquake Prediction by Using the M ethod of Earthquake Precursor Co-m igration Based on W enchuan Earthquake

GUO Zengjian1，GUO Anning1，LIJianmei2，Bai Xuejian1

（1.Lanzhou Institute of Seismology，CEA，Lanzhou 730000，Gansu，China；2.Earthquake Administration of Guangdong Province，Guangzhou 510070，Guangdong，China）

Two ways of thinking about earthquake prediction are introduced，namely“source field idea”and“source line idea”.By using the source line idea，the paper retrospectively discusses the prediction of the Wenchuan strong earthquake in 2008 by the precursors recorded by remote stations in Yunnan and Yunnan Sichuan border area.Themethod of prediction can be called the“earthquake precursor co-migration”.

Source field idea；Source line idea；Precursors recorded by remote stations；Wenchuan strong earthquake；Earthquake precursor co-migration

P315.7

A

1001-8662（2016）04-0008-06

10.13512/j.hndz.2016.03.002

郭增建，郭安寧，李健梅，等.基于汶川地震震例用震兆共遷方法對地震預測的討論[J].華南地震，2016，36（4）：8-13.[GUO Zengjian，GUOo Anning，LI Jianmei，et al.Discussion on Earthquake Prediction by Using the Method of Earthquake Precursor Co-migration Based on Wenchuan Earthquake[J].South china journal of seismology，2016，36（4）：8-13.]

2015-10-06

“SRC框架結(jié)構(gòu)材料-結(jié)構(gòu)一體化優(yōu)化設(shè)計及應用”國家教育部博導學科點基金（20136120110003）

郭增建（1931-），男，研究員，主要從事地震預報與震源物理研究.

郭安寧（1962-），男，研究員，碩士生導師，主要從事地震預報與震源物理研究.

E-mail：598331858@qq.com..