2014年云南魯?shù)?.5級強震前危險區(qū)預測回顧和中短臨異常特征＊

楊 芬（中國地震局滇西地震預報實驗場辦公室，云南大理671000）

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2014年云南魯?shù)?.5級強震前危險區(qū)預測回顧和中短臨異常特征＊

楊 芬
（中國地震局滇西地震預報實驗場辦公室，云南大理671000）

摘 要滇西地震預報實驗場2013年底和2014年5月上旬分別在年度和年中地震趨勢研究報告中提出，2014年度滇東北存在發(fā)生6級強地震危險性。2014年8月3日魯?shù)?.5級強震發(fā)生在預測區(qū)域內。2014年魯?shù)?.5級強震前地震活動性震兆和地下流體前兆存在中短臨異常現(xiàn)象。地震活動性震兆包括云南2009年7月以來6級以上地震平靜異常，滇東北5級地震叢集活動和滇東北中強震活躍期進入“強幕”等中期異常背景，以及大盈江斷裂5級震群窗短臨異常。地下流體前兆2014年6～7月出現(xiàn)同測點不同測項同步性異常和不同測點同測項同步性異?，F(xiàn)象。

關鍵詞魯?shù)?.5級強震；危險區(qū)預測回顧；中短臨異常特征

引言

地下水廣泛賦存于地震巖石的孔隙之中，能在各種驅動力作用下自由地流動。這一特性，決定了地下水對地殼運動，尤其是對地震的孕育和發(fā)生會有較靈敏的響應［1］，這也是地下流體各測項長期作為地震前兆觀測手段之一的主要原因。

當震中附近的震源應力場變化、蠕動傳播以及應變遞次讓位等震源演化過程出現(xiàn)，必將作用和牽連處于同一孕震應力應變場作用下的多個應力集中點，產(chǎn)生相應的活動和演化。因此，在同一孕震應力應變場作用下，會觀測到前兆同步性異?，F(xiàn)象［2－4］。

地震是照亮地球內部結構的一盞明燈，同時也是地球內部應力應變場變化的直接反映，因此，小地震的活動規(guī)律可以為中強震預測提供最為直接可靠的信息。

1　魯?shù)闃嬙毂尘芭c歷史地震

滇東北地區(qū)（26°N～29°N，102°E～105°E）活動斷裂展布豐富［5］，有馬邊—大關斷裂、小江斷裂和次一級的昭通—魯?shù)閿嗔眩▓D1）。

圖1　滇東北活動斷裂分布

1900年以來滇東北共發(fā)生5級以上地震83次，其中5.0～5.9級地震70次，6.0～6.9級地震12次，7.0～7.9級地震1次。最大地震為1974年5月11日大關7.1級。

2　滇西實驗場年度和年中地震危險區(qū)預測情況回顧

滇西地震預報實驗場《2014年度云南地區(qū)地震趨勢研究報告》的2014年度地震危險性預測結論：

（1）滇西地區(qū)以（27.48°N，100.72°E）、（26.62°N，101.55°E）、（24.47°N，98.98°E）、（25.33°N，98.25°E）4個點為參考點的矩形區(qū)域內，2014年度存在發(fā)生6～7級強震危險性（圖2中紅色區(qū)域）。

（2）滇東北地區(qū)以（28.3°N，103.8°E）、（27.8°N，104.6°E）、（25.0°N，103.0°E）、（25.7°N，102.1°E）4個點為參考點的矩形區(qū)域內，2014年度存在發(fā)生6～7級強震危險性（圖2中黃色區(qū)域）。

（3）滇西南地區(qū)以（22.8°N，100.8°E）為參考點，半徑100km范圍內，2014年度存在發(fā)生6級左右地震的危險性（圖2中藍色區(qū)域）。

2014年5月上旬提交的滇西地震預報實驗場下半年地震危險性預測結論意見（圖3）為：三個危險區(qū)地震強度均為6級左右，危險區(qū)域不變。

2014年5月24日和30日盈江5.6、6.1 和5.1級，4月5日和8月17日永善5.0和5.1級，8月3日魯?shù)?.5級，10月7日景谷6.6級地震，這4組地震都發(fā)生在年度和年中所預測危險區(qū)內，年度和年中地震三要素都預測正確。

3　震兆異常

3.1 云南6級以上地震平靜異常

圖2　2014年度地震危險區(qū)

圖3　2014年度下半年地震危險區(qū)

云南境內2009年7月9日姚安6.0級地震至2 0 1 4年5月3 0日6級以上地震，平靜時間達1 786天。云南6級以上地震平靜時間超過700天后，云南存在發(fā)生M≥6.5強震危險性（圖4），對應率為8／10＝0.80，概括率為8／8＝1.0。2003年大姚6級雙震后，云南地區(qū)6級以上地震，平靜時間長達1 300多天，此后云南地區(qū)雖然未發(fā)生6.5級以上強震，但連續(xù)3年內都發(fā)生了6級地震。

2009年7月9日姚安6.0級地震至2014年5月30日6級以上地震，平靜時間達1786天，被2014年5月30日盈江6.1級地震打破。上述研究結果表明，6級以上地震平靜異常預示著云南存在發(fā)生多次6級以上地震或6.5級以上強震危險性。其后2014 年8月3日云南再次發(fā)生魯?shù)?.5級強震。

圖4　云南1965年以來M≥6.0地震時間間隔

3.2 滇東北5級地震叢集活動與本區(qū)后續(xù)M≥6.5強震相關性研究

研究分析1900年以來滇東北（26°N～29°N，102°E～105°E）5級地震叢集活動與本區(qū)后續(xù)M≥6.5強震關系（表1）。研究結果表明，滇東北5級地震叢集活動（5.0≤M≤6.0地震頻次N≥5次），本區(qū)后續(xù)4～16個月內會發(fā)生M≥6.5強震。

2003年11月至2014年4月滇東北發(fā)生9次5級地震，呈現(xiàn)出中等地震叢集活動現(xiàn)象。這次滇東北中等地震叢集活動持續(xù)時間10.4年，最后一次地震為2014年4月5日永善5.0級地震，間隔4個月后于2014 年8月3日魯?shù)榘l(fā)生6.5級強震。

表1　滇東北5級地震叢集活動與本區(qū)后續(xù)M≥6.5強震相關性統(tǒng)計表

3.3 滇東北中強震活躍期活動特征分析

20世紀以來，滇東北（26.5°N～29°N，103°E～105°E）M≥4.8地震活動可以分為5個活躍期（圖5），M≥4.8地震活動存在“平靜—活動”周期性規(guī)律?；钴S期地震活動有成組發(fā)生的特點，活躍期平均持續(xù)時間為13年，活動強度呈逐漸增強趨勢。4個活躍期有3個活躍期呈現(xiàn)出2次相對集中的活躍高潮，活躍期初期地震活動頻次偏低，強度為5級左右，這一期間稱之為活躍期“弱幕”；中期會出現(xiàn)5年左右中強地震平靜時段；后期地震活動頻次和強度明顯上升，并且至少有1次6級以上強震參與活動，這一期間稱之為活躍期“強幕”。

2003年11月魯?shù)?.2級地震啟動了滇東北M≥4.8第5個活躍期，2003—2006年連續(xù)發(fā)生6次5級地震，屬活躍期“弱幕”；2006年9月至2012年8月呈現(xiàn)6年中強震平靜時段，此平靜時段正是“強幕”到來前的重要信號。2012年9月7日彝良5.7和5.6級雙震標志著這個活躍期“強幕”的開始。因此滇西實驗場在《2014年度云南地區(qū)地震趨勢研究報告》中提出：未來滇東北地區(qū)依然存在發(fā)生M≥5.0地震危險性，甚至有發(fā)生M≥6.0地震危險性。2014年8月3日魯?shù)榘l(fā)生6.5級強震，客觀佐證了這一活動規(guī)律。

圖5　滇東北地區(qū)M≥5.0地震M－t圖

3.4 大盈江斷裂5級震群窗

研究分析1900年以來大盈江斷裂M≥ 5.0地震發(fā)現(xiàn)，大盈江斷裂M≥5.0地震多為震群型（包括雙震型），發(fā)生震群概率為5／7＝0.71（表2）。

而且大盈江斷裂發(fā)生M≥5.0震群后，

表2　大盈江斷裂5級震群與云南M≥6.0地震相關性統(tǒng)計表

最短9天，最長5個月，云南會發(fā)生M≥6.0地震，對應率為5／5＝1.0（表2）。2014年5 月24和30日盈江5.6、6.1和5.1級地震，間隔2個月后，于2014年8月3日魯?shù)榘l(fā)生6.5級強震。

4　云南地下流體前兆異常

云南境內2009年7月9日姚安6.0級地震至2014年5月30日6級以上地震，平靜時間達1 786天（圖4），其后發(fā)生了2014 年5月24和30日盈江5.6、6.1和5.1級地震，盈江6.1級地震打破了云南6級以上地震超長時間平靜異常狀態(tài)。盈江3次5級以上地震后，云南地下流體6月中旬至7月不斷有新異常出現(xiàn)，預示著有新的地震在孕育。結合云南境內6級以上地震超長時間平靜異常，預示著云南仍有發(fā)生M≥6.0地震危險性，甚至有發(fā)生M≥6.5強震危險性。

4.1 水汞異常指標

洱源20號井水汞日均值≥28ng／L時，400km范圍內存在發(fā)生M≥5.0地震危險性（圖6）。2014年6月26日和28日分別出現(xiàn)52ng／L和28ng／L高值新異常。

洱源水汞日均值≥200ng／L時，400km范圍內存在發(fā)生M≥5.0地震危險性（圖7）。2014年7月16日、7月24日和7月25日分別出現(xiàn)209ng／L、206ng／L和227ng／L高值新異常。

圖6　洱源20號井水汞日均值

圖7　洱源水汞日均值

4.2 固體二氧化碳異常指標

為突出觀測數(shù)據(jù)日變量，對洱源、下關和鶴慶固體二氧化碳日均值進行一階差分處理：

Δxi＝xi－xi－1， i＝1，2，…，n（1）其中Δxi為差分值，xi為當天觀測值，xi－1為前一天觀測值。

洱源固體二氧化碳日均值一階差分突破3倍方差線時，400km范圍內存在發(fā)生M≥5.0地震危險性（圖8）。日均值一階差分2014年6月27日出現(xiàn)97mg／L新異常。

下關固體二氧化碳日均值一階差分突破3倍方差線時，400km范圍內存在發(fā)生M≥5.0地震危險性（圖9）。日均值一階差分2014年6月26日、7月1日和7月11日分別出現(xiàn)－39mg／L、31mg／L和－33mg／L新異常。

鶴慶固體二氧化碳日均值一階差分突破3倍方差線時，400km范圍內存在發(fā)生M≥5.0地震危險性（圖10）。日均值一階差分2014年6月14日和8月1日分別出現(xiàn)65mg／L和56mg／L新異常。

圖8　洱源固體二氧化碳日均值一階差分

圖9　下關固體二氧化碳日均值一階差分

圖10　鶴慶固體二氧化碳日均值一階差分

4.3 水氡異常指標

鶴慶水氡日均值突破2.4倍方差線時，400km范圍內存在發(fā)生M≥5.0地震危險性（圖11）。2014年6月10日至22日、7月2日、14日、30日、8月1日和4日分別出現(xiàn)高值新異常。

巧家水氡日均值突破2.5倍方差線時，400km范圍內存在發(fā)生M≥5.0地震危險性，或550km范圍內存在發(fā)生M≥5.8地震危險性（圖12）。2014年6月24日出現(xiàn)11.7Bq／L低值新異常。

昌寧水氡日均值突破2.3倍方差線時，

400km范圍內存在發(fā)生M≥5.0地震危險性，或450km范圍內存在發(fā)生M≥6.0地震危險性（圖13）。2014年7月6日出現(xiàn)72.8Bq／L高值新異常。

騰沖水氡日均值出現(xiàn)持續(xù)性高值異常時，400km范圍內存在發(fā)生M≥5.0地震危險性，或550km范圍內存在發(fā)生M≥6.0地震危險性（圖14）。2014年盈江5級震群后仍處于高值異常。

龍陵水氡日均值≥500Bq／L時，400km范圍內存在M≥5.0地震危險性，或550km范圍內存在M≥6.0地震危險性（圖15）。2014年6月14日至7月8日多次達到指標，7月30日至8月1日再次達到指標。

圖11　鶴慶水氡日均值

圖12　巧家水氡日均值

圖13　昌寧水氡日均值

圖14　騰沖水氡日均值

圖15　龍陵水氡日均值

4.4 水溫異常指標

為消除觀測數(shù)據(jù)某一天日變幅較大對觀測質量的影響，對龍陵水溫和流量日均值進行60點滑動殘差處理：

其中ei為滑動殘差值，xi為當天觀測值，xi－1為前一天觀測值。

龍陵水溫日均值60點滑動殘差突破2.5

倍方差線時，400km范圍內存在發(fā)生M≥5.0地震危險性，或550km范圍內存在發(fā)生M≥6.0地震危險性（圖16）。2014年6 月5日、9日、11日、12日和13日分別出現(xiàn)－3.08、－3.03、－3.15、－3.49和－3.40℃低值新異常。

圖16　龍陵水溫日均值60點滑動殘差

4.5 流量異常指標

龍陵流量日均值60點滑動殘差突破3倍方差線時，400km范圍內存在發(fā)生M≥ 5.0地震危險性，或550km范圍內存在發(fā)生M≥6.0地震危險性（圖17）。2014年6 月9日出現(xiàn)－0.001 44L／s低值新異常。

圖17　龍陵流量日均值60點滑動殘差

地下流體前兆出現(xiàn)同步性異?，F(xiàn)象。本文對前兆異常的同步性定義為：不同測項30天內同時達到異常指標值［4］。洱源20號井和洱源水汞，洱源、下關和鶴慶固體二氧化碳，鶴慶、巧家、昌寧、騰沖和龍陵水氡出現(xiàn)不同測點相同測項同步性異?，F(xiàn)象。洱源水汞和固體二氧化碳，鶴慶水氡和固體二氧化碳，龍陵水氡、流量和水溫出現(xiàn)同一測點不同測項同步性異?，F(xiàn)象。同一測點不同測項出現(xiàn)同步性異常和不同測點相同測項出現(xiàn)同步性異常，這兩種同步性異?，F(xiàn)象同時出現(xiàn)可能是地震孕震過程進入短臨階段的重要標志。

5　結論和討論

（1）滇西地震預報實驗場2013年底和2014年5月上旬分別在年度和年中地震趨勢研究報告中提出，2014年度滇東北存在發(fā)生6級地震危險性。2014年8月3日魯?shù)?.5級強震發(fā)生在預測區(qū)域內，地震中短期三要素預測正確。

（2）2014年魯?shù)?.5級強震前地震活動性震兆存在中短臨異?，F(xiàn)象。地震活動性震兆包括云南2009年7月以來M≥6.0地震平靜異常，滇東北5級地震叢集活動和滇東北中強震活躍期進入“強幕”等中期異常背景，以及大盈江斷裂5級震群窗短臨異常。

叢集地震反映了區(qū)域上或一條構造帶上

地震周期性的成叢發(fā)生過程，這種周期性必然反映區(qū)域上的某些特點，因為地震是構造運動中的一種表現(xiàn)形式，而構造運動的一個基本規(guī)律就是周期性。地震叢集現(xiàn)象正是反映了區(qū)域構造活動的脈動性特點，地震叢集發(fā)生的時期代表了區(qū)域構造活動的高潮期，地震叢集的間隔則代表了構造活動的低潮期。地震叢集是構造活動的必然結果［6－7］。

（3）2014年魯?shù)?.5級強震前地下流體前兆存在短臨異常現(xiàn)象。地下流體前兆2014 年6月至7月出現(xiàn)同測點不同測項同步性異常和不同測點同測項同步性異常現(xiàn)象。

洱源20號井和洱源水汞，洱源、下關和鶴慶固體二氧化碳，鶴慶、巧家、昌寧、騰沖和龍陵水氡，出現(xiàn)不同測點相同測項同步性異?，F(xiàn)象。洱源水汞和固體二氧化碳，鶴慶水氡和固體二氧化碳，龍陵水氡、流量和水溫，出現(xiàn)同一測點不同測項同步性異常現(xiàn)象。同一測點不同測項出現(xiàn)同步性異常和不同測點相同測項出現(xiàn)同步性異常，這兩種同步性異常現(xiàn)象同時出現(xiàn)可能是地震孕震過程進入短臨階段的重要標志。

當震中附近的震源應力場變化、蠕動傳播以及應變遞次讓位等震源演化過程出現(xiàn)，必將作用和牽連處于同一孕震應力應變場作用下的多個應力集中點，產(chǎn)生相應的活動和演化。因此，在同一孕震應力應變場作用下，會觀測到前兆同步性異?，F(xiàn)象［2－4］。

（作者電子信箱，楊芬：yangfen710806＠sina.com）參考文獻

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The review of tracing forecast with key regions for seismic risk before M6.5 strong earthquake occurred in Ludian，Yunnan 2014 and the
characteristics of medium－short term impending anomalies

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

Abstract In the middle and annual earthquake trend study reports of Yunnan Province for 2014，the Western Yunnan Earthquake Prediction Study Area proposed the risk of strong earthquakes M≥6.0in northeast Yunnan 2014.The M6.5strong earthquake occurred in Ludian，the prediction area on August 3，2014.We found some medium－short term impending anomalies about seismicity and underground fluid precursors before M6.5strong earthquake occurred in Ludian.The medium－short term impending anomalies include the middleterm anomalies，such as the seismicity with quiescence of earthquakes with M≥6.0in Yunnan from July 2009，earthquakes with M≥5.0cluster activity and the arrival of active episode of strong earthquake in northeast Yunnan，and the short－term impending anomaly with the window of earthquake swarm with M≥5.0in Dayingjiang earthquake fault.The underground fluid precursors indicate the synchronism anomalies of underground fluid precursors with different observation item at one measuring point and different measuring point in one observation item.

Keywords M6.5strong earthquake in Ludian；the review of tracing forcast with key regions for seismic risk；the characteristics of medium－short term impending anomaly

收稿日期：＊2015－02－04；采用日期：2015－06－17。

doi：10.3969／j.issn.0235－4975.2015.10.005

文獻標識碼：A；

中圖分類號：P315.72；