2019年3月28日青海茫崖Ms5.0地震前測震學異?；仡櫯c分析

胡維云，袁伏全，孫璽皓，張朋濤，李啟雷，王培玲

(青海省地震局，青海 西寧 810001)

0 引 言

據青海臺網測定，2019年3月28日，在青海省海西州茫崖市發(fā)生Ms5.0地震，震中位于90.89°E、38.28°N，震源深度9 km。據現場調查，花土溝鎮(zhèn)居民震感強烈，大部分建筑物基本完好，地震未造成人員傷亡。此次地震序列衰減較快，余震主要集中在主震當天，最大余震為3月28日7時00分20秒Ms4.2地震，主震與最大余震震級相差0.8級，主余震能量比為0.908 7，地震序列b值為0.556 6，綜合判定該序列為主震—余震型。余震呈北西向優(yōu)勢分布，位于油沙山—茫崖斷裂帶東側，空間展布與斷裂帶走向基本一致，主震和最大余震Ms4.2均為逆沖型[1]。

本次地震的震中位于青藏高原北部邊緣的柴達木盆地西端，其西北是阿爾金山脈，西南是昆侖山脈，東部是柴達木盆地。構造上位于阿爾金褶皺帶、東昆侖褶皺帶和柴達木盆地的復合部位。境內斷裂帶發(fā)育、規(guī)模大、活動性強，其北緣有阿爾金斷裂帶，南緣有昆北斷裂帶和祁漫塔格斷裂帶，內部有油沙山—茫崖斷裂帶、紅柳泉斷裂帶等一系列北西或北北西向斷裂帶[1]。此次地震發(fā)生在油沙山—茫崖斷裂帶上，該斷裂帶是近幾十年中強地震多發(fā)帶，歷史上曾發(fā)生過1952年10月6日烏圖美仁北Ms6.0地震、1977年1月2日茫崖Ms6.4地震、1987年2月26日茫崖Ms6.1地震和1990年1月14日茫崖Ms6.5地震(圖1)。

圖1 茫崖5.0級地震震中及其周邊斷裂帶、 歷史地震分布[1]

此次茫崖Ms5.0地震發(fā)生前存在明顯的測震學異常，青海省地震局預報部門據此進行了較好的趨勢判斷。2018年11月青海省地震局在2019年度青海省地震趨勢會商會上，將“青海西北地區(qū)(36°～39°N、90°～94°E)出現超長時間、大面積ML4.0地震平靜”作為年度異常提出[2]，并撰寫了《青海西北地區(qū)顯著4級地震平靜異常分析報告》[3]。2018年11月26日至12月29日青海西北地區(qū)出現了茫崖3級震群，分析以往茫崖地區(qū)曾出現的9次小震群活動，發(fā)現均在有效映震期內對應了茫崖及周邊地區(qū)的中強地震，故將茫崖地區(qū)作為重點關注區(qū)域，并撰寫了《2018年11月26日茫崖震群異常分析報告》[4]。2019年3月15日新疆若羌縣相繼發(fā)生Ms4.2、Ms4.0地震，打破了青海西北地區(qū)持續(xù)820天的超長時間、大面積ML≥4.0地震平靜，青海局預報中心召開多次震情會商會，分析認為近期該地區(qū)發(fā)生5級左右地震的概率較高，并撰寫了《青海西北地區(qū)顯著4級地震平靜異常補充報告》[5]。隨即在2019年3月28日發(fā)生了茫崖Ms5.0地震，該地震與前兩次4級地震的發(fā)生，在時間上相隔13天，空間上相距58 km。震后，我們對此次茫崖Ms5.0地震前的震情跟蹤監(jiān)視工作進行了回顧和思考，總結震前測震學異常特征，以期為今后該地區(qū)的地震預測提供參考。

1 異常分析和回顧

1.1 ML≥4地震顯著平靜

青海西北地區(qū)屬ML≥4地震多發(fā)區(qū)，年均發(fā)生ML≥4地震2次，并呈現出“平靜—活躍—平靜”的活動特征(圖1)。2016年12月14日新疆若羌Ms5.0地震發(fā)生以來，青海西北地區(qū)就出現了ML≥4地震超長平靜，平靜面積約15×104km2，異常持續(xù)時間為820天。

圖2 青海西北地區(qū)1980年以來ML≥4地震M-T圖(a)和時間間隔圖(b)

1980～2016年青海西北部ML≥4地震活動共經歷了4次較長平靜時段(圖2、表1)：第1次平靜時段為1983年12月25日～1986年12月21日，共持續(xù)1 092天，平靜被打破后又經歷了67天的平靜，后續(xù)發(fā)生了1987年2月26日茫崖6.1級地震，發(fā)震斷裂帶為油沙山—茫崖斷裂帶；第2次平靜時段為1987年2月26日～1989年6月21日，共持續(xù)了846天，平靜被打破后又經歷了207天的平靜，后續(xù)發(fā)生了1990年1月14日茫崖6.6級地震，發(fā)震斷裂帶為油沙山—茫崖斷裂帶；第3次平靜時段為1990年6月27日～1994 年9月7日，共持續(xù)了1 533天，后續(xù)直接發(fā)生了1994年9月7日若羌5.4級地震，發(fā)震斷裂帶為阿爾金斷裂帶；第4次平靜時段為1998年3月22日～2000年3月28日，共持續(xù)了737天，平靜被打破后又經歷了243天的平靜，后續(xù)發(fā)生了2000年11月26日可可西里5.1級地震，發(fā)震斷裂帶為阿爾喀斷裂帶。

表1 1980年以來青海西北地區(qū)ML≥4地震長時平靜與中強地震對應情況

1980～2016年青海西北部共出現4次超過700天的ML≥4地震顯著平靜異常，在平靜結束的8個月內均發(fā)生了中強地震(其中1次顯著平靜被中強地震直接打破)。震例表明青海西北部ML≥4地震顯著平靜與中強地震具有較好的對應關系，具有中長期預測意義。異常對應的優(yōu)勢發(fā)震時間為平靜被打破后的8個月內，優(yōu)勢發(fā)震斷裂為油沙山—茫崖斷裂帶。且該地區(qū)ML≥4地震顯著平靜結束后，后續(xù)中強地震的發(fā)生呈現出“長期平靜—平靜打破—短時間再次平靜—發(fā)震”的活動性特征，即在中強震發(fā)生前存在超過700天的ML≥4地震平靜，然后平靜被打破，之后再次出現67～243天的ML≥4地震平靜，最后發(fā)生中強地震。陳玉華等[6]人統(tǒng)計了青藏高原1975年以來的25組6級強震前對應的4級地震活動情況(表3)，結果表明92%的強震前出現了4級平靜異常，如1990年1月14日茫崖Ms 6.5地震前存在持續(xù)552天的4級地震平靜，平靜面積為43×104km2；1995年12月18日瑪多Ms 6.2地震前存在持續(xù)664天的4級地震平靜，平靜面積為74×104km2；2008年1月9日西藏改則Ms 6.9地震前存在持續(xù)972天的4級地震平靜，平靜面積為45×104km2；2013年7月22日岷縣漳縣Ms 6.6地震前存在持續(xù)626天的4級地震平靜，平靜面積為48×104km2等[6]。以上震例經驗，為本次青海西北地區(qū)顯著4級地震平靜后發(fā)生中強地震的可能性提供了參考依據。

1.2 茫崖3級震群

2018年11月26日至12月29日青海西北地區(qū)出現了茫崖3級震群(38.18°N，91.36°E)，長軸半徑12 km，短軸半徑11 km，地震總個數為48個，其中最大地震和次大地震分別為ML3.4和ML3.3級，最大日頻次為18次。對該震群進行參數計算得到U=0.692 1、K=0.926 8、ρ=0.890 6、b=0.96、h=0.58，其中U、K、b、h四項滿足前兆震群判定指標，按照綜合判定前兆震群指標可以判定此次震群為U～K型前兆震群[7]。陳玉華等[6]對1980年以來青海地區(qū)總頻次大于40的34個震群事件進行參數計算，判斷出前兆震群24個(71 %)，發(fā)現100 %前兆震群后發(fā)生相應的中強震，部分非前兆震群后也發(fā)生相應的中強震，且震群對應的中強震80 %發(fā)生在本地震構造帶，這對中強震孕育區(qū)域有一定的指示意義[8]?！?018年11月26日茫崖震群異常分析報告》對1980年以來茫崖地區(qū)出現的9次小震群事件進行了回溯性研究，發(fā)現茫崖地區(qū)出現的震群活動持續(xù)時間多在1個月內，且均在有效映震期內對應了茫崖及周邊地區(qū)的中強地震，對應地震范圍為23～480 km，對應時間間隔為2～19個月，優(yōu)勢對應地區(qū)為茫崖地區(qū)，優(yōu)勢預測時間為10.6月，具有較為明顯的指示意義(表2)。據此推測，本次震群發(fā)生后的2～19個月內，在茫崖地區(qū)發(fā)生5級以上地震的可能性較大，優(yōu)勢發(fā)震時間為10.6個月。4個月后，在該震群的西南方向約40 km處，發(fā)生了2019年3月28日茫崖Ms5.0地震。

表2 1980年以來茫崖地區(qū)震群與周邊中強地震對應統(tǒng)計

1.3 顯著地震

2019年2月至3月，青海地區(qū)地震活動性顯著增強，在不到一個月的時間里連續(xù)發(fā)生多次4級地震，分別為2月20日德令哈M4.5、3月10日治多M4.2和3月14日澤庫M4.3地震。青海雖為4級地震多發(fā)地區(qū)，但在如此短時間里連續(xù)發(fā)生多次4級地震的現象也比較少見。在此背景下，3月15日新疆若羌又相繼發(fā)生Ms4.2、Ms4.0地震，打破了青海西北地區(qū)持續(xù)820天的ML≥4地震平靜。兩次4級地震發(fā)震時間間隔不到16小時，發(fā)震位置相同，發(fā)震斷層為北東東向左行走滑的阿爾金斷裂帶。根據該地區(qū)ML≥4 地震與中強震的活動呈現出“長期平靜—平靜打破—短時間再次平靜—發(fā)震”的活動性特征，即在中強震發(fā)生前存在超過700天的ML≥4地震平靜，平靜被打破后再次出現67～243天的ML≥4地震平靜，最終發(fā)生中強地震[9]。分析認為3月15日新疆若羌兩次4級地震打破了青海西北部ML≥4地震顯著平靜，平靜區(qū)內地震危險性非但沒有減弱，且在進一步增強。因此認為若羌的這兩次4級地震可能是中強震發(fā)震前的顯著地震事件，可看作是打破平靜的信號震，對未來平靜區(qū)內發(fā)生中強地震具有中短期預測意義。兩次4級地震發(fā)生后，僅隔13天，就發(fā)生了3月28日茫崖Ms5.0地震。

2 結論與討論

本次茫崖Ms5.0地震與2016年新疆若羌Ms5.0級地震發(fā)生的背景基本相似，2015年11月青海局預報中心根據該地區(qū)6級以上地震長時間平靜、2010年玉樹地震后5級地震空區(qū)邊緣、茫崖震群優(yōu)勢對應區(qū)域和中等地震活動增強背景為依據，在2016年年度地震趨勢會商時明確將該地區(qū)劃定為應注意區(qū)域，預測有5.5級左右地震發(fā)生[10]，隨后在應注意區(qū)域發(fā)生了2016年12月14日新疆若羌Ms5.0級地震。本次茫崖Ms5.0地震的發(fā)生表明，其震前明確提出的3項測震學異常ML≥4地震超長平靜、茫崖3級震群和顯著地震事件是可靠的，以及據此做出的震情趨勢的判定較為準確，說明多年來總結的經驗和使用的測震學方法是正確有效的。雖然對本次茫崖Ms5.0地震進行了較好的預測，但也存在以下幾點不足：

(1)本次茫崖Ms5.0地震震前缺乏有效的前兆短臨異常，是本次地震未能做到短臨預報的關鍵。距離本次地震震中250 km范圍內無定點前兆觀測點。今后可在該區(qū)域增設地球物理場觀測點，以期能在中強震前提出短臨預測意見；

(2)本次茫崖Ms5.0地震的趨勢判定工作暴露出過多的依賴以往震例經驗，但對數字地震資料研究明顯不足。2008年以后青海省數字地震觀測臺網才正式運行，積累了一些中小地震的數字地震波形資料，也開展了一些相關研究。今后需要對中強震前的數字地震波形資料進行深入研究，不能僅局限于震例經驗。

本次茫崖Ms5.0地震具有其特殊性，為今后開展相關研究提供了思路。在目前地震成功預報難題仍未被攻克的階段下，每一次地震都為我們提供了研究目標，只有總結好、研究透每一次地震，多年后才能在特定的地區(qū)、特定的條件下實現短臨預報。