魯?shù)镸S6.5地震前地震活動(dòng)性分析及川滇東邊界中部未來地震危險(xiǎn)性研究

劉月, 田勤儉, 呂曉健, 邵志剛, 李文巧

中國地震局地震預(yù)測研究所，中國地震局地震預(yù)測重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 北京 100036

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魯?shù)镸S6.5地震前地震活動(dòng)性分析及川滇東邊界中部未來地震危險(xiǎn)性研究

劉月, 田勤儉, 呂曉健, 邵志剛, 李文巧

中國地震局地震預(yù)測研究所，中國地震局地震預(yù)測重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 北京 100036

本文努力探索地震活動(dòng)性定量化前兆的檢測方法，針對(duì)Region-Time-Length(RTL)算法在空間異常分析中的不足，根據(jù)新提出的綜合衡量區(qū)域地震活動(dòng)水平的物理參數(shù)——RTL面積分(IRTL)，定量分析了2014年魯?shù)镸S6.5地震前地震活動(dòng)時(shí)空變化，并與2012年彝良MS5.7、5.6地震作了對(duì)比，研究結(jié)果顯示這些地震前都檢測到地震活動(dòng)增強(qiáng).彝良地震前地震活動(dòng)增強(qiáng)異常主要分布在則木河斷裂和昭通—蓮峰斷裂帶西段的交匯區(qū)，魯?shù)榈卣鹎爱惓Ｖ饕植荚谡淹ā彿鍞嗔褞?、馬邊斷裂帶及周邊地區(qū).以上地震活動(dòng)增強(qiáng)異常區(qū)的IRTL隨時(shí)間呈現(xiàn)由小變大，至峰值后回落的特征.彝良地震和魯?shù)榈卣鹁l(fā)生于IRTL峰值后數(shù)月，這表明IRTL峰值對(duì)地震發(fā)生可能有一定的指示意義.魯?shù)榈卣鸷?，?duì)周邊地區(qū)地震活動(dòng)跟蹤研究檢測到地震活動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)象，且自2015年IRTL呈上升趨勢，目前IRTL值已超過魯?shù)榈卣鹎暗姆逯邓?，也許更強(qiáng)的地震正在孕育，所以川滇交界東邊界中部仍存在發(fā)生強(qiáng)震的可能.以上研究為我們認(rèn)識(shí)魯?shù)榈卣鸬脑姓疬^程和地震前兆研究提供了新的認(rèn)識(shí).

RTL算法； RTL面積分； 魯?shù)榈卣穑?地震危險(xiǎn)性分析

1 引言

2014年8月3日云南省魯?shù)榭h發(fā)生了MS6.5地震(簡稱魯?shù)榈卣?，震中位于27.1°N，103.3°E，震源深度12 km(據(jù)中國地震臺(tái)網(wǎng)中心)，震源機(jī)制為走滑型(張廣偉等, 2014; 王未來等, 2014).此次地震雖為中等強(qiáng)度，卻造成重大的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失.研究者在發(fā)震構(gòu)造、孕震機(jī)制等方面展開了廣泛探討(張廣偉等, 2014; 王未來等, 2014; 徐錫偉等, 2014; 劉成利等, 2014; 何驍慧等, 2015; 許力生等, 2014; 張勇等, 2015; 徐濤等, 2014; 陳石等, 2014).地震發(fā)生在青藏高原東緣與華南地塊相互作用的邊界變形帶上，位于小江斷裂帶東側(cè)北東向的昭通—蓮峰斷裂帶內(nèi)，破裂過程具有一定的復(fù)雜性，發(fā)震構(gòu)造是單向破裂還是共軛破裂存在爭議(徐錫偉等, 2014; 張勇等, 2015).徐濤等(2014)通過上地殼速度結(jié)構(gòu)研究顯示震中及周邊地區(qū)強(qiáng)度較低，小江斷裂帶兩側(cè)應(yīng)變速率很高，因此小江斷裂帶和魯?shù)椤淹〝嗔褞Ь哂邪l(fā)生強(qiáng)震的力學(xué)機(jī)制.三維重力反演研究顯示震源區(qū)南北兩側(cè)塊體運(yùn)動(dòng)受到昭通斷裂不同程度阻隔，于震前5個(gè)月在震中附近出現(xiàn)重力異常，持續(xù)了4個(gè)月(陳石等, 2014)，這對(duì)識(shí)別與局部重力變化有關(guān)的地震前兆有重要意義.

除了重力異常(陳石等, 2014)，在眾多前兆中，地震活動(dòng)性研究在探索地震發(fā)生規(guī)律、判斷地震發(fā)生危險(xiǎn)性中扮演著重要角色，根據(jù)地震活動(dòng)圖像演化預(yù)測地震三要素取得了一些經(jīng)驗(yàn)成果(Aki, 1965; Gutenberg and Richter, 1944; Mogi, 1979; 張國民等, 2005; 劉蒲雄和呂曉健, 2012; Gardonio et al., 2015; Ishibe et al., 2015; 聞學(xué)澤等, 2013).但在地震預(yù)測實(shí)踐中，對(duì)空區(qū)和條帶的確定及變化特征分析又存在一些不確定性和復(fù)雜的問題.Region-Time-Length(RTL)算法(Sobolev and Tyupkin, 1997)實(shí)現(xiàn)了對(duì)地震活動(dòng)水平的定量分析，在一定程度上降低了地震活動(dòng)圖像識(shí)別中的不確定性.該方法在勘察加地區(qū)MS>7.0、阪神MS7.2、Nemuro半島MW6.8、汶川MS8.0、蘆山MS7.0等多個(gè)強(qiáng)震，以及意大利、我國華北和甘肅等地區(qū)的中強(qiáng)震前地震活動(dòng)變化回顧性檢驗(yàn)中取得較好效果(Sobolev and Tyupkin, 1999; Huang et al., 2001, 2002; Huang, 2008; Chen and Wu, 2006; Gentili, 2010; 蔣海昆等, 2004a, 2004b; 梅秀蘋和劉小鳳, 2013; 劉月等, 2016)，但在地震發(fā)生危險(xiǎn)性實(shí)踐分析中卻應(yīng)用不多.究其原因是在未知震中位置和發(fā)震時(shí)間的前提下，尚不能通過較大空間范圍RTL分布隨時(shí)間的演化正向判斷地震危險(xiǎn)進(jìn)程及可能的發(fā)震地點(diǎn)等.一方面是對(duì)震前RTL空間分布和異常演化特征與地震發(fā)生位置和時(shí)間關(guān)系的認(rèn)識(shí)不夠，另一方面是缺少定量衡量區(qū)域地震活動(dòng)綜合水平的物理參數(shù)，不能定量建立空間地震活動(dòng)異常與地震發(fā)生時(shí)間之間的關(guān)系.鑒于此，本文根據(jù)RTL方法檢驗(yàn)了魯?shù)榈卣鹎暗卣鸹顒?dòng)時(shí)空演化特征，并與2012年9月7日彝良MS5.7、MS5.6地震對(duì)比，根據(jù)新提出的綜合衡量區(qū)域地震活動(dòng)水平的參數(shù)——RTL面積分(IRTL)(劉月等, 2016)，分析震前空間區(qū)域的地震活動(dòng)演化與地震發(fā)生時(shí)間之間的關(guān)系，并進(jìn)一步探討川滇交界東邊界中部地區(qū)未來強(qiáng)震危險(xiǎn)性.

2 相關(guān)理論及基礎(chǔ)資料

2.1 RTL算法介紹

Region-Time-Length (RTL)方法由Sobolev和Tyupkin(1997)提出，該方法以地震目錄為研究資料，定量檢測地震活動(dòng)偏離背景水平的異常程度.對(duì)于給定點(diǎn)(x,y)在t時(shí)刻的RTL值可定義為震中距、時(shí)間及破裂尺度減去背景值后分別除以各自標(biāo)準(zhǔn)差的乘積.在t時(shí)刻之前發(fā)生的地震與點(diǎn)(x,y)的震中距函數(shù)R(x,y,t)、時(shí)間函數(shù)T(x,y,t)、破裂尺度函數(shù)L(x,y,t)以及RTL(x,y,t)分別表示為：

(1)

地震的破裂尺度l可由(2)式得到(郭增建和秦保燕, 1991)

(2)

ri表示第i個(gè)地震與研究點(diǎn)(x,y)的距離，r0為特征距離；ti和li分別表示第i個(gè)地震的發(fā)震時(shí)間和破裂尺度，t0為特征時(shí)間.Rbk(x,y,t)、Tbk(x,y,t)和Lbk(x,y,t)分別代表震中距、時(shí)間和破裂尺度的背景值.對(duì)震級(jí)、距離及時(shí)間，引入了如下約束：

(3)

式中Mi為第i個(gè)地震的震級(jí)，震級(jí)下限Mmin通常取最小完備性震級(jí)，上限小于研究震例的震級(jí).滿足以上約束條件的地震數(shù)目記為n.從理論上講，距離點(diǎn)(x,y)越遠(yuǎn)，與t的時(shí)間間隔越長，且破裂尺度越小的地震對(duì)(x,y,t)的影響越??；距離點(diǎn)(x,y)越近，與t的時(shí)間間隔越短，且破裂尺度越大的地震對(duì)(x,y,t)的影響也就越大.

RTL(x,y,t)<0代表t時(shí)刻的地震活動(dòng)水平低于t之前的背景水平，可看作地震活動(dòng)平靜；RTL(x,y,t)>0意味著t時(shí)刻的地震活動(dòng)水平高于t之前的背景水平，即地震活動(dòng)增強(qiáng).在實(shí)際分析中為了排除正常擾動(dòng)，通常把RTL(x,y,t)<-1看作地震活動(dòng)平靜，把RTL(x,y,t)>1看作地震活動(dòng)增強(qiáng).

2.2 RTL面積分——IRTL

RTL方法對(duì)研究點(diǎn)(震中)在t時(shí)刻前的地震活動(dòng)變化的研究取得了較好的效果，但對(duì)空間異常分析存在明顯不足，為了綜合定量分析區(qū)域地震活動(dòng)水平以及與地震發(fā)生危險(xiǎn)性的關(guān)系，我們提出了RTL面積分——IRTL(劉月等,2016)：

IRTL= ?RTLdxdy

(RTL<-1, 地震活動(dòng)平靜;

RTL>1, 地震活動(dòng)增強(qiáng)) ，

(4)

研究區(qū)域地震活動(dòng)平靜時(shí)，取計(jì)算閾值RTL<-1；地震活動(dòng)增強(qiáng)時(shí)，取計(jì)算閾值RTL>1.IRTL為RTL值與異常區(qū)面積的乘積，可綜合反映研究區(qū)的地震活動(dòng)平靜或增強(qiáng)的異常程度.IRTL數(shù)值大小及隨時(shí)間的變化趨勢與計(jì)算所取的空間范圍直接相關(guān).震例分析時(shí)，空間范圍的選取要根據(jù)震前研究區(qū)的RTL空間分布隨時(shí)間的演化結(jié)果來確定.若震前主要表現(xiàn)為地震活動(dòng)平靜，則選取震中附近地震活動(dòng)平靜最大的區(qū)域；反之，則選取震中附近地震活動(dòng)增強(qiáng)最大的區(qū)域.2.3 區(qū)域地震活動(dòng)

魯?shù)榈卣鸢l(fā)生在地震活動(dòng)較活躍地區(qū)，近十年來周邊發(fā)生了一系列中強(qiáng)地震，如：2003年云南魯?shù)镸S5.0和MS5.1地震、2004年魯?shù)镸S5.6地震、2006年云南鹽津兩次MS5.1地震、2012年云南彝良MS5.6和MS5.7地震(呂堅(jiān)等, 2013)以及2014年云南永善MS5.3地震等(徐濤等, 2014).圖1給出了2000年1月1日至2014年8月3日26°N—29°N，102°E—105°E范圍內(nèi)ML1.0以上地震分布(地震目錄由中國地震臺(tái)網(wǎng)中心提供).在地震活動(dòng)性研究中，對(duì)地震目錄刪除余震以及震級(jí)完整性分析是非常重要的.擴(kuò)散鏈法(李閩峰, 2002)通過鏈?zhǔn)綌U(kuò)散剔除余震，根據(jù)我國震例主震震級(jí)、主震與最大余震間距離擬合得到余震的空間范圍，時(shí)間范圍選取K-K法(Keilis-Borok et al., 1980)的時(shí)間窗.李閩峰(2002)針對(duì)我國多個(gè)震例比較了多種刪除余震方法，結(jié)果顯示擴(kuò)散鏈法效果較好.因此，本研究主要根據(jù)擴(kuò)散鏈法剔除余震.

對(duì)地震目錄刪除余震后，首先進(jìn)行震級(jí)完整性分析.采用了震級(jí)-序號(hào)圖像法(Ogata et al., 1991)，即按地震發(fā)生時(shí)間的先后順序排序，由地震對(duì)應(yīng)的序號(hào)和震級(jí)的分布關(guān)系討論地震完整性變化.圖2a給出了地震序列的震級(jí)-序號(hào)圖像，圖中不同顏色的色塊對(duì)應(yīng)地震數(shù)目.同時(shí)選取最大曲率法(MAXC)和擬合度分別為90%和95%的擬合度檢測(GFT)法(Wiemer and Wyss, 2000)定量計(jì)算區(qū)域地震最小完整性震級(jí)MC隨時(shí)間的變化.其中MAXC法將震級(jí)-頻度分布曲線一階導(dǎo)數(shù)的最大值對(duì)應(yīng)的震級(jí)記為MC.GFT法通過搜索對(duì)應(yīng)給定的實(shí)際和理論震級(jí)-頻度分布下的擬合度來確定MC.本研究中同時(shí)分析了擬合度為90%和95%的MC，分別記為GFT-90%和GFT-95%.依據(jù)上述不同方法計(jì)算得到的MC變化如圖2b，三種方法選擇的優(yōu)先級(jí)為GFT-95%>GFT-90%> MAXC，擇優(yōu)后的MC以黑色曲線給出，標(biāo)注為MC-Best(蔣長勝和吳忠良, 2011).

圖1 魯?shù)榧爸苓叺卣鹫鹬蟹植紙D(2000-01-01—2014-08-03, ML≥1.0)Fig.1 Distribution of the earthquake epicenters in and around Ludian (2000-01-01—2014-08-03, ML≥1.0)

由圖2可見，不同方法得到的區(qū)域地震最小完整性震級(jí)MC的時(shí)序變化波動(dòng)較大， 2010年之前MC值最大為2.0，之后略有降低.為了滿足研究資料選取時(shí)段為震前6年的條件，令MC=ML2.0.

3 震前地震活動(dòng)異常分析

研究資料從2008年1月1日至地震前一天，以每組數(shù)據(jù)的截止時(shí)間標(biāo)記分析結(jié)果，如[2008-01-01—2009-12-31]期間資料的結(jié)果記為2009-12-31.

3.1 時(shí)間異常

以魯?shù)榈卣鹫鹬袨檠芯奎c(diǎn)，分析震前震中附近地震活動(dòng)性變化.令特征半徑r0=50 km，特征時(shí)間t0=12個(gè)月，滑移步長10天.為了比較不同震級(jí)下限對(duì)結(jié)果的影響，分別令Mmin=ML2.0、2.1、2.2，其他參數(shù)相同，震前RTL值隨時(shí)間的變化如圖3所示.

從2008年1月1日至魯?shù)榈卣鸢l(fā)震期間，還發(fā)生了2012年9月7日的彝良MS5.7、MS5.6地震(簡稱彝良地震).可以看出(圖3)，取不同震級(jí)下限得到的結(jié)果數(shù)值雖略有差別，但RTL值隨時(shí)間的變化趨勢一致.2010年8月至2011年9月期間的地震活動(dòng)增強(qiáng)異?？膳c彝良地震對(duì)應(yīng).魯?shù)榈卣鹎?，Mmin=ML2.1和ML2.2時(shí)，于震前兩年檢測到地震活動(dòng)增強(qiáng)，且持續(xù)至發(fā)震；而Mmin=ML2.0時(shí)，于2013年底至2014年初檢測到RTL出現(xiàn)負(fù)值，但仍接近于0.鑒于這種差別，后文分析中以Mmin=ML2.1和ML2.2的結(jié)果為主.

以上地震都發(fā)生在RTL值由高值回落到低點(diǎn)再回升的過程中，這反映了震前地震活動(dòng)經(jīng)歷了不斷增強(qiáng)，增強(qiáng)現(xiàn)象減弱，然后繼續(xù)增強(qiáng)的過程.不同的是兩次地震前RTL峰值差別較大：彝良地震前，RTL最大值為5，魯?shù)榈卣鹎盀?5.

圖2 震級(jí)完整性分析(a) 震級(jí)-序號(hào)圖，圖中色塊的顏色表示地震數(shù)目； (b) 不同方法給出的完整震級(jí).Fig.2 Magnitude of completeness analysis(a) Magnitude-serial number: color represents the number of earthquake; (b) Magnitude of completeness from different methods.

為了比較空間掃描范圍對(duì)結(jié)果的影響，令r0=60 km和70 km，Mmin=ML2.1，其他參數(shù)不變.結(jié)果如圖4所示，不同特征半徑下的RTL值隨時(shí)間的變化趨勢一致，即檢測到的震前地震活動(dòng)變化一致，但r0=50 km時(shí)，穩(wěn)定性較好，優(yōu)于其他半徑參數(shù)的結(jié)果.

3.2 空間異常

3.1節(jié)研究了震中的RTL值隨時(shí)間的變化，下面將分析震前震中及周邊地區(qū)的地震活動(dòng)情況.由于彝良地震的發(fā)震時(shí)間早于魯?shù)榈卣鸾鼉赡?，因此先介紹彝良地震前地震活動(dòng)空間異常，再對(duì)魯?shù)榈卣疬M(jìn)行分析.空間掃描以網(wǎng)格形式，研究點(diǎn)以0.25°N×0.25°E滑移，特征時(shí)間t0=12個(gè)月，滑移步長10天，特征半徑r0=50 km，震級(jí)下限Mmin=ML2.1，震級(jí)上限小于研究震例的震級(jí).

3.2.1 彝良地震前空間異常

彝良地震發(fā)生在西漁河—昭通斷裂附近，震中(27.5°N,104.0°E)，震源機(jī)制與魯?shù)榈卣鹨恢戮鶠樽呋?呂堅(jiān)等, 2013).本文分析了26°N—29°N， 102°E—104.5°E的RTL空間分布隨時(shí)間的變化，計(jì)算時(shí)使用了[2008-01-01—2012-09-06]期間的地震資料，限于篇幅，文中僅給出了可代表震前地震活動(dòng)變化過程的結(jié)果.冷色表示地震活動(dòng)平靜，暖色表示地震活動(dòng)增強(qiáng).結(jié)果如圖5所示，彝良地震前檢測到地震活動(dòng)增強(qiáng)，異常主要分布在震中西南側(cè)的則木河斷裂與昭通—蓮峰斷裂的交匯區(qū).2011年5月，在震中西南約100 km檢測到小范圍異常(圖5a)；隨著時(shí)間的推移，異常范圍和異常程度不斷增大，于2011年12月達(dá)到頂峰(圖5b)；之后，又逐漸減弱(圖5c).在整個(gè)地震活動(dòng)增強(qiáng)階段，異常范圍和RTL值總體呈現(xiàn)由小變大再變小的特征.

圖3 魯?shù)榈卣鹎罢鹬械腞TL值隨時(shí)間的變化Fig.3 The temporal variation of the RTL parameter of the epicenter prior to Ludian earthquake

圖4 不同特征半徑得到的RTL值隨時(shí)間的變化Fig.4 The temporal variation of the RTL parameter by different r0

根據(jù)研究區(qū)的RTL分布隨時(shí)間的演化圖像，只能定性地觀察地震活動(dòng)變化，為了定量檢驗(yàn)區(qū)域地震活動(dòng)水平，我們計(jì)算了圖5b紅色不規(guī)則多邊形區(qū)域的RTL面積分，即IRTL隨時(shí)間的變化.由于異常范圍和異常程度在圖5b中達(dá)到最大，故根據(jù)此時(shí)的結(jié)果選擇異常區(qū)，并把這個(gè)區(qū)域看作彝良地震前地震活動(dòng)異常的主體區(qū).結(jié)果如圖6所示，在研究時(shí)段內(nèi)，IRTL經(jīng)歷了三次由低值升至高值再回落的過程，前兩個(gè)峰值對(duì)應(yīng)的數(shù)值較小，峰值之后分別有4.0≤MS<5.0地震發(fā)生；第三個(gè)峰值的IRTL=5.51×104km2，明顯高于前兩個(gè)，峰值后IRTL回落，9個(gè)月后彝良地震發(fā)生.

3.2.2 魯?shù)榈卣鹎翱臻g異常

彝良地震與魯?shù)榈卣鹣喔艚鼉赡辏畲笳鸺?jí)為MS5.7，明顯小于魯?shù)榈卣鸬恼鸺?jí)，計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮彝良地震的影響.本文使用了[2008-01-01—2014-08-02]期間的地震資料，令Mmin=ML2.1,r0=50 km，分析魯?shù)榈卣鹎癛TL空間分布隨時(shí)間的變化.圖7給出了可以反映震前地震活動(dòng)變化過程的結(jié)果.震前1年，在震中附近檢測到小范圍異常，RTL值為3左右；隨著時(shí)間的推移，在馬邊構(gòu)造帶與昭通—蓮峰構(gòu)造帶圍成的區(qū)域內(nèi)檢測到地震活動(dòng)增強(qiáng)，異常程度不斷增強(qiáng)，于2014年4月達(dá)到頂峰，2014年4月5日永善MS5.3地震也發(fā)生在這個(gè)地震活動(dòng)增強(qiáng)區(qū)內(nèi)；至 2014年7月，蓮峰斷裂東段異常減弱，其他地區(qū)的異常較之前變化不明顯.總體來講，地震活動(dòng)增強(qiáng)主要分布在大涼山次級(jí)塊體(聞學(xué)澤等, 2013)，2013年8月至2014年4月，異常程度不斷增加，之后略有減弱.

為了定量分析震前區(qū)域地震活動(dòng)水平，計(jì)算了圖7e所示的地震活動(dòng)異常區(qū)，即紅色不規(guī)則多邊形區(qū)域的IRTL隨時(shí)間的變化.結(jié)果如圖8所示，2011年初至2013年7月，IRTL在背景水平波動(dòng)，從2013年8月開始不斷上升，在上升過程中發(fā)生了2014年4月5日永善MS5.3地震；IRTL于2014年5月上旬達(dá)到峰值，IRTL=3.45×105km2，遠(yuǎn)大于彝良地震前的水平，峰值后3個(gè)月魯?shù)榈卣鸢l(fā)生.發(fā)震時(shí)IRTL下降，但數(shù)值仍較大，表明該地區(qū)的地震活動(dòng)仍處于增強(qiáng)階段.

圖5 彝良地震前RTL空間分布隨時(shí)間的變化Fig.5 The space-time evolution of RTL befor Yiliang earthquakes

圖6 彝良地震前地震活動(dòng)異常區(qū)(圖5b紅色曲線區(qū)域)的IRTL和M-T圖Fig.6 The temporal variation of IRTL of the anomalous region (highlighted by red curve in Fig.5b) prior to Yiliang earthquakes and earthquake sequence

圖7 魯?shù)榈卣鹎癛TL空間分布隨時(shí)間的演化過程Fig.7 The space-time evolution of RTL prior to Ludian earthquake

圖8 魯?shù)榈卣鹎暗卣鸹顒?dòng)異常區(qū)(圖7e紅色曲線區(qū)域)的IRTL和M-T圖Fig.8 The temporal variation of IRTL of the anomalous region (highlighted by red curve in Fig.7e) prior to Ludian earthquake and earthquake sequence

4 未來地震發(fā)生危險(xiǎn)性分析

由前文可知，魯?shù)榈卣鸢l(fā)生在地震活躍階段，震后又相繼發(fā)生了2014年8月17日永善MS5.0、2014年10月1日四川越西MS5.0和2015年1月14日四川樂山MS5.0，這表明川滇東邊界中部地區(qū)地震活動(dòng)仍然活躍.為了分析魯?shù)榈卣鸷?，周邊地區(qū)是否存在發(fā)生震級(jí)相當(dāng)或更大的地震的危險(xiǎn)，我們跟蹤研究了該地區(qū)的地震活動(dòng)變化.

根據(jù)他人對(duì)RTL方法的研究，當(dāng)分析一個(gè)地震之后，未來更強(qiáng)地震之前的地震活動(dòng)變化時(shí)，要考慮先前發(fā)生地震的影響，所以計(jì)算資料應(yīng)包含魯?shù)榈卣鸩h除余震.特征半徑、特征時(shí)間、滑移步長、震級(jí)下限等參數(shù)選取與3.2.2節(jié)相同，計(jì)算資料截至2015年10月.本文列出了2014年9月至2015年10月26°N—29.5°N，102°E—104.5°E的RTL分布圖.結(jié)果如圖9所示，2014年9月至2014年11月，地震活動(dòng)增強(qiáng)的異常程度逐漸減弱，異常范圍縮小至蓮峰斷裂帶中段；但2015年初的地震活動(dòng)水平再次增強(qiáng)，至2015年10月，異常范圍已擴(kuò)散到昭通—蓮峰斷裂帶、馬邊斷裂帶、大涼山斷裂帶、安寧河—小江斷裂帶東支圍成的活動(dòng)構(gòu)造區(qū)內(nèi).異常區(qū)(圖9c紅色曲線包圍區(qū)域)的參數(shù)IRTL顯示(如圖10)：魯?shù)榈卣鸷笤摰貐^(qū)的地震活動(dòng)水平出現(xiàn)短幅上升，從2014年9月開始下降，直至2014年底降至較低水平，即魯?shù)榈卣鸷髤^(qū)域地震活動(dòng)水平下降；2015年初IRTL再次回升，于2015年5月底達(dá)到較高水平，IRTL=8.25×105km2，超過了魯?shù)榈卣鹎暗姆逯?，之后出現(xiàn)小幅度下降，2015年6月至8月上旬，IRTL在一穩(wěn)定水平波動(dòng)；2015年8月中旬至10月底，IRTL又持續(xù)上升，目前未達(dá)到峰值.

鑒于彝良地震和魯?shù)榈卣鸢l(fā)震前，異常范圍和異常程度隨時(shí)間由小變大再變小，區(qū)域地震活動(dòng)水平參數(shù)IRTL呈現(xiàn)由低值上升至峰值后回落的過程，且地震都在峰值后數(shù)月發(fā)震，表明參數(shù)IRTL可以反映區(qū)域地震活動(dòng)水平的變化，而且IRTL出現(xiàn)峰值后回落與地震發(fā)生可能有一定的相關(guān)性.目前大涼山次級(jí)塊體(聞學(xué)澤等, 2013)及小江斷裂帶北段IRTL不斷上升，即區(qū)域地震活動(dòng)水平不斷增強(qiáng)，可能意味著地震能量的不斷積累.再結(jié)合他人分析，如：小江斷裂帶兩側(cè)應(yīng)變速率較高(徐濤等, 2014)，安寧河南段和則木河北段存在地震空區(qū)(聞學(xué)澤等, 2008)而且分布有多個(gè)高應(yīng)力積累的凹凸體等(易桂喜等, 2008)，表明安寧河南段、則木河—小江斷裂北段、昭通—蓮峰斷裂帶仍存在發(fā)生強(qiáng)震的危險(xiǎn)，所以川滇交界東邊界中段未來的地震形勢仍值得深入研究和不斷關(guān)注.

5 總結(jié)與討論

本文通過RTL方法定量分析了魯?shù)榈卣鹎暗卣鸹顒?dòng)變化，并簡要介紹了2012年彝良地震前地震活動(dòng)異常.根據(jù)魯?shù)榈卣鸷鸵土嫉卣鹫鹬械腞TL值隨時(shí)間的變化檢測到地震活動(dòng)增強(qiáng)，且觀察到地震均發(fā)生在RTL值由低值升至高值回落再回升的過程中.這反映了震前地震活動(dòng)經(jīng)歷了不斷增強(qiáng)，增強(qiáng)減弱，再繼續(xù)增強(qiáng)的過程.此外，著重分析了震前地震活動(dòng)空間異常演化與地震發(fā)生位置的關(guān)系：彝良地震前空間異常主要分布在則木河斷裂與昭通—蓮峰斷裂帶西段的交匯區(qū)，魯?shù)榈卣鹎翱臻g異常主要分布在大涼山次級(jí)塊體.總的來講，異常范圍主要分布在震中及周圍的潛在發(fā)震斷裂帶及周邊，且異常范圍和RTL值(異常程度)隨時(shí)間呈現(xiàn)由小變大再變小的過程.探索了地震活動(dòng)定量化前兆參數(shù)的檢測方法，根據(jù)新提出的區(qū)域地震活動(dòng)水平參數(shù)RTL面積分(IRTL)，研究空間范圍地震活動(dòng)的綜合異常水平與地震發(fā)生時(shí)間的關(guān)系.在彝良地震和魯?shù)榈卣鹎?，檢測到地震活動(dòng)增強(qiáng)異常區(qū)的IRTL隨時(shí)間由低值升至峰值之后回落，地震發(fā)生.彝良地震前，IRTL峰值后9個(gè)月發(fā)震；魯?shù)榈卣鹎埃琁RTL峰值后3個(gè)月發(fā)震.這表明IRTL峰值對(duì)地震發(fā)生可能有一定的指示意義.

圖9 魯?shù)榈卣鸷蟠ǖ峤唤鐤|邊界中段的RTL空間分布隨時(shí)間的變化Fig.9 After Ludian earthquake, the space-time evolution of RTL of middle part of eastern boundary of Sichuan-Yunnan

圖10 川滇東邊界中部(圖9c紅色曲線區(qū)域)2014-01-01—2015-10-26的IRTL隨時(shí)間的變化Fig.10 The temporal variation of IRTL of the middle part of eastern boundary of Sichuan-Yunnan (highlighted by red curve in Fig.9c) from 2014-01-01 to 2015-10-26

魯?shù)榈卣鸢l(fā)生時(shí)，震中和周邊地區(qū)的地震活動(dòng)變化率仍高于背景水平，即處于地震活動(dòng)增強(qiáng)階段.對(duì)該地區(qū)跟蹤研究顯示在大涼山次級(jí)塊體及小江斷裂帶北段存在地震活動(dòng)增強(qiáng)異常，自2015年初該地區(qū)的IRTL呈上升趨勢，目前IRTL值已明顯高于魯?shù)榈卣鹎暗姆逯邓剑源ǖ峤唤鐤|邊界中段未來的地震形勢仍值得深入研究和繼續(xù)關(guān)注.

IRTL衡量的是地震活動(dòng)異常主體區(qū)的綜合地震活動(dòng)水平，其變化趨勢受到統(tǒng)計(jì)空間范圍的影響.選定空間統(tǒng)計(jì)區(qū)之后，隨著時(shí)間的演化，若異常區(qū)范圍較之前變大，則需要修改統(tǒng)計(jì)區(qū)的范圍，應(yīng)選擇新的更大的異常區(qū)；如果較之前變小或變化不大，則無需修改.以本文第4節(jié)為例，文中選擇了圖9c紅色曲線包圍的區(qū)域作為統(tǒng)計(jì)區(qū)，至2015年10月，地震活動(dòng)增強(qiáng)區(qū)的范圍較2015年6月底結(jié)果變化不大，故無需修改.此外，根據(jù)IRTL變化判斷未來地震趨勢還受到統(tǒng)計(jì)時(shí)間的影響，若第4節(jié)計(jì)算資料截至2015年6月，結(jié)果顯示峰值出現(xiàn)時(shí)間為2015年5月底；而本文計(jì)算資料截至2015年10月，IRTL仍處于上升趨勢，所以得出了不同的結(jié)論.日后我們將開展更多的研究，針對(duì)不同震級(jí)范圍、地區(qū)以及地震類型，探索RTL空間分布、區(qū)域地震活動(dòng)水平參數(shù)IRTL與地震發(fā)生位置、震級(jí)及時(shí)間的關(guān)系.

致謝 在本文研究過程中，江在森研究員、聞學(xué)澤研究員、蔣海昆研究員、李閩峰研究員提供了指導(dǎo)，蔣長勝研究員提供了區(qū)域震級(jí)完整性分析計(jì)算程序，文中使用的地震目錄來自于中國地震臺(tái)網(wǎng)中心，部分計(jì)算是在中國科學(xué)院超級(jí)計(jì)算中心完成的，審稿專家提出了建設(shè)性的意見，在此一并表示感謝.

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(本文編輯 何燕)

Analysis of the seismicity changes prior to theMS6.5 Ludian earthquake and study on the potential strong-earthquake risk for the middle part of eastern boundary of Sichuan-Yunnan

LIU Yue, TIAN Qin-Jian, Lü Xiao-Jian, SHAO Zhi-Gang, LI Wen-Qiao

InstituteofEarthquakeScience,ChinaEarthquakeAdministration,Beijing100036,China

For lacking physical parameters to analyze space anomalies of seismic activity which detected by Region-Time-Length (RTL) algorithm, an effort to explore the precursory parameter for quantifying seismic activity in space was conducted. The RTL algorithm and the new physical parameter-surface integral of RTL (IRTL), which could synthetically evaluate the space-time changes of seismicity in a region, were applied to analyze the seismicity changes prior to the 2014 LudianMS6.5 earthquake and the 2012 YiliangMS5.7,MS5.6 earthquakes. An enhancement of seismic activity was detected prior to the above earthquakes. Space anomalies mainly distributed in Zemuhe fault and west part of Zhaotong-Lianfeng fault prior to Yiliang earthquakes. Before Ludian earthquake, anomalies were detected in Zhaotong-Lianfeng fault, Mabian fault and surrounding areas. The parameterIRTLof anomalous region changed from small to large, after reaching its peak value, then reduced. Several months after the peak points, Yiliang and Ludian earthquakes occurred.IRTLmay be an indicator for earthquake occurrence. After Ludian earthquake, an enhancement of seismic activity was detected in the middle part of eastern boundary of Sichuan-Yunnan, andIRTLwas increasing since January 2015. Now, the value ofIRTLwas larger than the peak value prior to Ludian earthquake. Perhaps a stronger earthquake may be preparing in the middle part of the eastern boundary of Sichuan-Yunnan in the future. The above studies may provide some new evidence for better understanding the seismogenic process of Ludian earthquake and earthquake precursors.

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劉月，女，博士，助理研究員，主要從事脆性介質(zhì)破壞、地震力學(xué)與地震活動(dòng)性等研究. E-mail: liuyue@ cea-ies.ac.cn

10.6038/cjg20160912

P315

2015-09-01，2016-05-06收修定稿

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