2021年云南漾濞MS6.4地震異常跟蹤分析

付虹 劉自鳳 胡小靜 李智蓉 洪敏 彭關靈 王光明 倪喆

摘要：對云南漾濞MS6.4地震前出現的前震序列、地震學、定點形變和流體觀測異常進行系統(tǒng)梳理和回顧，結果表明：前震序列較為復雜，能找到一些地震學的異常特征，但難以通過這些特征對震后趨勢進行正確判斷;定點形變觀測異常出現時間早、異常幅度大，可為震級預測提供依據;流體觀測異常出現時間短、異常相對集中，為時間預測提供了更好的支撐;形變和流體異常與亞失穩(wěn)后期階段具有較為相似的時空特征，可能與亞失穩(wěn)過程有關。前震序列的判斷結合區(qū)域地震危險性，可能是提高判斷準確性更好的方法，合理利用地震孕育不同階段的異常特征，是做好綜合預測需要提倡的方法。

關鍵詞：漾濞MS6.4地震;前震序列;定點形變;流體異常;綜合預測

中圖分類號：P315.72?? 文獻標識碼：A? ?文章編號：1000-0666（2021）03-0301-08

0 引言

2021年5月21日21時48分34秒，在云南省大理白族自治州漾濞縣發(fā)生MS6.4地震，震中位于（25.67°N，99.87°E），震源深度8 km。這次地震屬于1次典型的前震-主震-余震型地震事件，2021年5月18日至21日 MS6.4主震前發(fā)生了10次MS≥3.0地震，最大前震為主震前27 min發(fā)生的MS5.6地震。

地震短臨預測至今仍是世界性科學難題，探索地震預報的可能性一直是地震工作者追求的目標。即使是發(fā)生在同一地點的2次地震，震前的異常也幾乎沒有一模一樣的，由此可見地震前兆異常的復雜性，這可能也是地震預測困難的原因之一。對每一次發(fā)生的破壞性強震震前異常和預測過程進行記錄、分析、研究，汲取經驗教訓，是現階段提高地震預報水平的重要途徑。云南是中國大陸地震最頻繁的區(qū)域之一，前人對發(fā)生在云南的多個破壞性地震進行過綜合研究（石紹先等，1991;陳立德，羅平，1992，1997;付虹等，2007，2015），但每次地震都具有不同的異常特點，為了豐富對已經發(fā)生地震孕育過程的認識，記錄不同地震的異常特征仍然是必要的。漾濞MS6.4地震前，云南地區(qū)地震學、流動重力、GNSS、定點形變和地下流體等觀測均有異常顯示，2021年5月18日開始還出現了直接前震，但跟蹤預測過程中未能正確判斷前震的發(fā)展趨勢。本文真實記錄分析地震預測過程中的異常和認識，總結本次漾濞地震震前異常特征和跟蹤預測過程中值得汲取的經驗教訓，為今后的強震分析預測提供借鑒。

1 漾濞MS6.4地震前震序列跟蹤分析和地震學顯著異常

1.1 前震序列跟蹤分析

表1給出了云南地震臺網記錄的漾濞MS6.4地震主震和MS≥3.0前震的主要參數。從表中可見，主震前有直接前震發(fā)生，從2021年5月18日18時第1個MS≥3.0地震發(fā)生，到21日21時的MS6.4主震發(fā)生，中間間隔39 h。其中，主震前1 h內發(fā)生的MS4.2、5.6、4.5前震，因與主震時間相隔太近，在跟蹤過程中沒有來得及分析、判斷，但對18和19日發(fā)生的MS4.2、4.4地震我們都做過研究。

（1）序列參數：選取1990年以來這2次4級地震周圍50 km內的全部4級震群，用測震學地震

預報方法（國家地震局監(jiān)測預報司，1997）推薦的序列判定參數（U、k、ρ）進行計算，將序列中達到前兆標準的參數列于表2。由表可見：前9組震群，有1組（3號）因為地震數目太少，不滿足計算條件，有1組（6號）所有的參數都未達到前震震群的判別標準，其余7組序列的U值或ρ值，或U、ρ值達到了前震的判別標準，而這7組序列中只有2016年2月8日的洱源MS4.5地震后，于2016年5月18日基本在同一震源區(qū)發(fā)生了云龍MS5.0地震，其它序列原震區(qū)都沒有發(fā)生MS≥5地震。但5月18和19日的2次MS4.2、4.4地震，21日在原震區(qū)震級升級到了MS6.4。從表2還可見，該區(qū)其它4級地震符合前震的序列里，除2002年和2007年漾濞MS4.1和巍山MS4.4地震外，其它序列的b值也都相對都較低，低于0.6。因此用b值作為該區(qū)的前震序列判別參數作預測也是困難的，虛報較高。

（2）震源機制一致性：2021年5月18—20日的前震序列中，震源機制一致性非常好（圖1a），按照前人的研究結果（陳鶞等，1978，2015），震源機制一致性好是前震序列的重要特征之一。云南滇西譜振幅相關系數的研究結果顯示（黃浩，付虹，2014），震源機制一致性好，表明區(qū)域應力水平較高，有利于后續(xù)地震的發(fā)生，也有部分主震—余震型地震譜振幅相關系數高，震源機制一致性好，后面沒有發(fā)生更大地震的例子。例如，2017年漾濞MS5.1地震震源機制一致性非常好，其后沒有發(fā)生更大地震（圖1b）。因此，僅有震源機制一致性作為前震的判別指標，在實際應用中也是困難的。

（3）視應力：陳學忠等（2003）給出了視應力的計算方法和對多次地震序列的跟蹤分析結果，認為低視應力的強震發(fā)生后，震區(qū)發(fā)生較強后續(xù)地震的可能性小，高視應力對后續(xù)地震有預報意義。2013年四川蘆山MS7.0地震前，觀測到在龍門山南段有高視應力的地震發(fā)生（易桂喜等，2013），李艷娥等（2012，2017）對其它一些震例的研究結果也顯示主震前中小地震的視應力是逐漸增高的。

5月20日對漾濞MS6.4地震幾次前震的視應力計算結果顯示（圖2），2021年5月18、19日的漾濞多次3、4級地震，視應力大部分都位于區(qū)域視應力與震級相關的1倍均方差內，沒有出現蘆山地震前視應力高、偏離均值的狀態(tài)，因此在這次前震活動中，使用視應力無法判別該序列震級會升級。

1.2 地震學顯著異常

漾濞MS6.4地震發(fā)生在2021年度地震重點危險區(qū)內，年度異常的主要判據有云南省地震局.2020.2021年度云南地震趨勢研究報告.：滇西北地區(qū)的中等地震進入活躍時段但缺6級地震、滇西北大理一帶震源機制一致性好達到預報閾值、b值在大理州及附近區(qū)域出現異常等，均顯示該區(qū)存在發(fā)生6級以上地震的危險，但這些依據在發(fā)震時間上不是太確定。

對時間預測貢獻最大的地震學異常，2021年以來滇西北地區(qū)ML≥4.0地震平靜（圖3a）。從2019年11月開始云南地區(qū)ML≥4.0地震，在滇西北的德欽至南華地區(qū)平靜457 d后，被2021年3月1日的洱源ML4.3地震打破。該區(qū)1987年有地震速報目錄以來的統(tǒng)計結果顯示（圖3b），ML≥4.0地震平靜達到235 d后，3個月內對應滇西北地區(qū)發(fā)生ML≥5.5地震的概率可達9/17，因此3月1日洱源ML4.3地震的發(fā)生，標志著該區(qū)發(fā)生MS≥5.5地震的短期危險性增加。同時在漾濞MS6.4地震震中的西南地區(qū)——小滇西一帶出現了ML≥4.0地震叢集活動（圖3a），統(tǒng)計該區(qū)的ML≥4.0地震頻度，震前同樣達到了預報閾值（圖3c），以往滇西北地區(qū)達到閾值也對應過發(fā)生在滇西到滇西北的MS≥5.5地震。漾濞MS6.4地震發(fā)生在滇西北地區(qū)的ML≥4.0地震平靜和小滇西地區(qū)的ML≥4.0地震活躍相交匯的??? 地區(qū)，短期階段地震學異常既滿足平靜指標，又滿足活躍指標，在平靜和活躍的交界地區(qū)發(fā)生強震的震例在云南并不多見。

2 地球物理定點形變和流體觀測異常

漾濞MS6.4地震前，云南地區(qū)的地球物理定點觀測異常中，流體異常從小滇西到西北地區(qū)最為集中，形變異常主要分布在永勝、彌渡、楚雄到通海、石屏等川滇菱形塊體的西邊界一帶，震前這些異常大部分都得到了顯著的關注。

2.1 定點形變觀測異常

漾濞MS6.4地震前定點地球物理場觀測異常中，出現時間最早的是形變。石屏水平擺NS向、通海垂直擺NS向、楚雄垂直擺NS向和彌渡水管NS向觀測都于震前1年多開始出現異常，2020年10—11月又分別出現楚雄、云龍鉆孔應變和永勝水管觀測異常。從表3可見，出現異常最早的是震中距400 km附近的石屏水平擺NS向和通海垂直擺NS向，200 km內的異常除彌渡水管NS向外，其余臺異常出現相對較晚，但所有的形變異常都開始于震前半年。漾濞MS6.4地震前的定點形變觀測異常出現時間早、異常幅度大，大幅度的趨勢異常出現時間還具有準同步性（圖4），與云南地區(qū)多次6級以上地震前異常相似（付虹，劉麗芳，2003）。

2.2 流體觀測異常

漾濞MS6.4地震前的流體異常相對形變出現時間晚，震前最早出現的是龍陵測點的水氡降低、水溫和流量升高達到經驗預報閾值，這3項異常開始于2020年8月，其后是洱源、麗江和劍川水溫，于2021年先后出現異常（圖5、表4）。這些異常中，麗江水溫異常是震前發(fā)現的，但當時認為近幾年每年該井水位斷流后，水溫都會出現下降，是干擾;震后再分析，發(fā)現2021年的水位斷流和水溫下降，較前幾年早3個月，且之前水位斷流引起的水溫下降會很快回升，而2021年3月的水溫下降后，一直維持在低值，與往年有區(qū)別，因此筆者認為這是漾濞MS6.4地震的前兆異常。另外有爭議的異常還有劍川水溫，震前懷疑是抽水干擾，震后驗證發(fā)現抽水不會對水溫產生影響趙剛.2021.劍川地熱觀測情況說明.，因此認為該項也可以作為震前異常，并將其收錄。流體異常中水溫異常最多，而且大部分都在3個月內，說明水溫異常是短期預報較好的參量，這在云南2007年寧洱MS6.4地震前也曾出現過（付虹，2007）。

綜上所述，云南漾濞MS6.4地震前，定點形變觀測異常呈現時間早、幅度大的特點，流體異常出現時間短，呈現水溫異常數量最多（這些水溫異常點也都有水位觀測，但未見水位觀測異常）的特點。

3 結論和討論

本文對2021年漾濞MS6.4地震前云南地區(qū)地震學、定點形變和地下流體等觀測異常進行了系統(tǒng)分析，獲得如下認識：

（1）漾濞MS6.4地震屬于前震-主震-余震型地震。MS6.4地震前發(fā)生了10次MS≥3.0地震，按照地震活動參數計算，前震18、19日地震序列的b值、U值異常，顯示為前兆震群;震源機制一

致性也顯示該震群為前震，但視應力和該區(qū)背景地震的水平相當。震源區(qū)附近區(qū)域曾發(fā)生過多次4級震群序列，這些震群序列中也有地震活動參數和震源機制一致性顯示為前震序列，但其后均沒有發(fā)生更大地震，這是在跟蹤過程中，沒有把18、19日的4級地震活動判定為直接前震的主要原因。也說明該區(qū)的4級震群活動具有復雜性，很難用常規(guī)的地震學參數對序列進行正確判斷。

（2）之前對地震視應力的認識是視應力高說明區(qū)域應力水平高，可以作為后續(xù)有破壞性地震預測的主要依據。隨著序列研究樣本的增多，目前已經觀測到了部分序列直接前震視應力偏低的現象（Chen，Shearer，2013），但震前大部分分析預報人員未能及時關注到類似震例，同時也說明視應力在地震序列中的變化是復雜的，還需要不斷認識和深入研究。

（3）云南地區(qū)大部分6級地震前的異常特征都是地震活動增強（付虹等，2015），只有滇西北地區(qū)以平靜異常為特征，最顯著的震例是1996年麗江MS7.0地震前4級地震平靜后直接發(fā)生強震（圖3b），因此震前特別注意到了滇西北地區(qū)4級地震平靜現象。震前3個月，小滇西地區(qū)4級地震活動增強非常顯著，4級地震頻度達到預報閾值，漾濞MS6.4地震發(fā)生在4級地震活動增強區(qū)與平靜區(qū)的交界區(qū)。因此可以分別用2個區(qū)域的異常特征，尋找交集進行地點預測，這在云南的6級震例中并不多見，豐富了對該區(qū)6級地震活動異常的認識。

（4）漾濞MS6.4地震前的定點形變觀測異常出現時間早、異常幅度大，大幅度的趨勢異常在震前1～2年的時間尺度出現。與云南以往6級地震前的異常進行對比，2014年魯甸MS6.5、景谷MS6.6地震前的形變異常基本上都出現在1年時間尺度內，而以往1～2年時間尺度的異常，大部分都出現在7級地震前，因此漾濞MS6.4地震前的異常是否得到交代，其后是否還有地震對應，值得進一步深入研究。

（5）漾濞MS6.4地震前的流體異常，開始時間大部分都集中在半年時間尺度內，表明在這個區(qū)域，流體異常作為中短期的判別指標，對時間的預測更有意義。震前云南地區(qū)的流體異常都出現在震中200 km范圍內，與定點形變的異常范圍相比，在空間上更為集中。定點形變和流體異常由外圍逐漸收縮至震中區(qū)，可能與亞失穩(wěn)有關，因為在亞失穩(wěn)態(tài)的后期階段具有相似的收縮特征何昌榮等.2020.地震亞失穩(wěn)階段識別的實驗，理論與野外觀測研究中期報告.

（6）不同學科異常在地震三要素預測中可能具有不同作用。漾濞MS6.4地震前，滇西北地區(qū)的4級地震平靜和小滇西地區(qū)的4級地震活躍，可為地點預測提供判據;形變異常顯示該區(qū)未來1～2年可能發(fā)生6級以上地震，可為震級預測提供判據;流體異常出現時間短，特別是水溫異常集中在半年時間尺度內，為預測時間的逼近提供了依據。以上表明在地震孕育不同階段，不同學科的異常特征是有差異的，把這些差異有機的結合，是做好綜合預報的基礎。

（7）地震學前震判別參數用于中、小地震序列判斷時，對后續(xù)是否有更大地震發(fā)生進行直接判斷是困難的，但漾濞MS6.4地震的跟蹤經驗表明，如果序列發(fā)生的區(qū)域有具備發(fā)生更大地震的地震學和地球物理觀測異常時，滿足前震序列特征的中、小地震序列，將其判定后續(xù)有更大地震的概率加大，前震序列特征結合區(qū)域地震學和地球物理背景異常，可能是目前提高強震前震識別率更有效的方法。

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Tracking Analysis of Seismic Anomalies of the 2021Yangbi，Yunnan MS6.4 Earthquake

FU Hong，LIU Zifeng，HU Xiaojing，LI Zhirong，HONG Min，PENG Guanling，WANG Guangming，NI Zhe

（Yunnan Earthquake Agency，Kunming 650224，Yunnan，China）

Abstract

In this study，we made a series of researches and retrospections of the foreshock sequence，as well as the anomalies of seismological，deformation and fluid observations at fixed observational sites before the occurrence of the Yangbi MS6.4 earthquake.The results are as follows：seismicity of the foreshock sequence is relatively complicated;some seismological anomalies can be extracted from the foreshock sequence.However，its difficult to make a short-term forecast based on the characteristics of the foreshock sequence.The anomalies of deformation at fixed observational sites arose early and substantially，which could shed light on the prediction of earthquake magnitude.The anomalies of fluid observation prior to the MS6.4 earthquake were transient and intensive，which could provide better evidence for forecasting of the timing of the mainshock.Features of the anomalies of deformation and underground fluid are much similar in time and space with the features of the faults later-stage meta-instability，which may be because of the faults meta-instability evolution.One could improve the accuracy of the earthquake prediction by combining the characteristics of foreshock sequence and regional seismic risk.We suggested that it was a promising method for comprehensive earthquake prediction by reasonably using the characteristics of the anomalies emerged in different seismogenic stages.

Keywords：the Yangbi MS6.4 earthquake;foreshock sequence;fixed survey of the crust deformation;underground-fluid anomalies;comprehensive prediction