孫宗強，師婭芳，盧雙苓，賴愛京，余曉紅，朱榮歡，王斌，高華宴

(1.水富縣防震減災局，云南 水富 657800；2.貴陽基準地震臺，貴州 貴陽 550018；3.泰安基準地震臺，山東 泰安 271000； 4.新疆阿克蘇中心地震臺，新疆 阿克蘇 843000；5.大姚縣地震局，云南 大姚 675400；6.昆明市防震減災局，云南 昆明 650500；7.江蘇省鹽城地震臺，江蘇 鹽城 224005；8.祿豐縣地震局，云南 祿豐 651200）

0 前言

2012年9月7日11時19分在云南省昭通市彝良縣、貴州省畢節(jié)市威寧彝族回族苗族自治縣交界附近發(fā)生5.7級地震，震中經(jīng)緯度（104°E，27.5°N），震源深度14 km。緊接著于12時16分，云南彝良縣又發(fā)生5.6級地震，震中經(jīng)緯度（104°E，27.6°N），震源深度10 km。兩次連發(fā)中強震造成81人死亡。

1 歷史地震情況

本次地震發(fā)生在西魚河-昭通斷裂帶附近 (距最近無名斷層距離小于12 km)（圖1），有歷史記錄以來記載最早的地震是1216年3月24日四川雷波馬湖7.0級地震，距當前地震102 km；時間最近的地震是2006年8月25日云南鹽津5.1級地震，距當前地震59 km；距離最近的地震是1948年10月9日彝良5.8級地震，距離11.1 km；震級最大的地震是1974年5月11日云南大關7.1級地震，距當前地震79 km。有歷史記錄以來震中附近110 km范圍內(nèi)共發(fā)生MS5.0級以上地震28次[1～3]。

圖1 9月7日彝良5.7級地震附近活動斷裂分布圖Fig 1 The distribution map of activity fault of the earthquake in YiLiang on September 7

2 震區(qū)歷史序列情況

該區(qū)域地震活動類型以主余型及震群型為主，但2000年以來大多數(shù)5級以上地震均為震群型活動，例如2003～2004年在其西南部魯?shù)榘l(fā)生5.1、5.0、5.6級震群，2006年在其北部發(fā)生鹽津5.1、5.1、4.7級震群（圖2），總體上5級地震活動持續(xù)時間約為1個月左右。

3 滇東北地震活動異常特點分析

3.1 滇東北地區(qū)M≥5級以上地震特點分析

1900 年以來， 昭通及鄰區(qū) （26.5°-29°N， 102.5°-105.5°E）5 級以上地震有“活躍－平靜”的周期性特征，1900年以來可以分為5個活躍期（圖3），目前，處于第五個活躍期，從前四個活躍期看，最短9.2年，最長16年，前四個活躍期最后以1次以6.5級以上地震為標志，結束活躍期。

20世紀，5級以上地震頻度55次，其中6.5級以上地震頻度4次，最大強度是1974年5月11日永善、大關7.1級地震，能量大量釋放，并具有活躍期中地震強度逐漸增強的特征，以發(fā)生5.8級以上地震作為活躍期的結束。進入21世紀以來，從2003年11月15日魯?shù)?.1級地震進入第5個地震活躍期至今已10年，5級以上地震頻度7次，最大強度是2012年9月7日彝良5.7級地震。由于20世紀地震能量得以充分釋放，以至第4個平靜期長達28.7年后才進入第5個活躍期。

圖2 魯?shù)?、鹽津、彝良地震序列M-T圖Fig 2 The seismic sequence M-T map in LuDian，YanJin，YiLiang

圖3 昭通及鄰區(qū)5級以上地震M-T圖Fig.3 The seismic M-T map of the earthquake（ML＞5）in ZhaoTong

3.2 滇東北地區(qū)4≤M＜5級地震活動特點分析

為分析該區(qū)域4級地震活動頻度預測指標，統(tǒng)計昭通及鄰區(qū)1965年以來4.0～4.9級地震年頻度，當該區(qū)域4級地震活動年頻次N≥4次后（圖4），未來1～2年滇東北區(qū)域內(nèi)（N25.6°～29.8°， E101.6°～106.4°)發(fā)生 5.4級以上地震的概率為 75%， 2011年度統(tǒng)計值為 6次，到2012年8月也已達4次，達到預報閾值。2012年9月發(fā)生了彝良5.6級地震。

圖4 昭通及鄰區(qū)4級地震年頻度圖Fig 4 The year-frequency map of the earthquake （M＞4）in ZhaoTong

3.3 馬邊－鹽津地震帶4級地震的平靜

自有小震記錄的1965年以來，馬邊－鹽津地震帶的4級以上地震活動具有“平靜－活躍”的韻律周期（圖 5 a）， 前 2次完整活躍周期（1：1970-07～1978-03；2：1987-11～1996-11）平均活動時長為8.5年左右，平均發(fā)生4級以上地震12次。2006年鹽津2次5.1級地震開啟了這一區(qū)域新一輪4級以上地震活動周期，至2011年5年時間只發(fā)生了5次4級以上地震，地震活動頻次明顯不足。并且，馬邊－鹽津地震帶在昭通境內(nèi)從1975年3月8日鹽津5.2級地震至2011年的36年間，僅于2006年7月22日和8月25日鹽津先后發(fā)生2次5.1級地震，這對于一個5級以上地震頻繁發(fā)生的區(qū)域來說（圖5 b），地震能量釋放明顯不足。

圖5 馬邊－鹽津地震帶1965～2012年4級以上地震和馬邊－鹽津地震帶昭通段1900～2012年5級以上地震M－T圖Fig 5 The M-T diagram of earthquakes with M＞4 in Yanjin earthquake zone from 1965 to 2012 and earthquakes with M＞5 of Zhaotong segment in the Yanjin earthquake zone from1900 to2012

3.4 滇東北地區(qū)M≥2級地震活動異常分析

昭通地震監(jiān)測臺網(wǎng)由11個子臺，1個臺網(wǎng)中心組成的，能監(jiān)測本區(qū)域1級以上地震，每個測震臺均采用的DS-4A數(shù)字化測震儀。

云南省數(shù)字化地震臺網(wǎng)經(jīng)過“十五”的升級改造，共有45個臺站，選用24位數(shù)采和寬（甚寬）頻帶地震計（60 s以上）。臺站數(shù)量的增加和觀測設備的升級，使得云南數(shù)字測震臺網(wǎng)的監(jiān)測能力得到提升，能監(jiān)測云南大部分地區(qū)的ML1.8級、邊緣及鄰區(qū)ML2.2級地震。加上昭通市級有7個短周期數(shù)字測震臺組成的測震臺網(wǎng)，昭通及鄰區(qū)的地震監(jiān)測能力可完全記錄2級以上地震。

2011年10月至2012年9月，滇東北地區(qū)的2級以上地震活動主要分布在北東向的蓮峰斷裂和昭通-魯?shù)閿嗔褍啥耍谇杉遥數(shù)椋殃栆粠Ш望}津－綏江－四川長寧－興文一帶，形成一南一北兩個小震活動的密集區(qū)。在此期間，滇東北地區(qū)另一主構造馬邊－鹽津斷裂帶的彝良－大關－永善段上卻只有2012年5月5日彝良縣洛澤河鎮(zhèn)發(fā)生過一次2.2級地震，表現(xiàn)出顯著的平靜異常，呈現(xiàn)為“閉鎖”狀態(tài)(圖6)。

圖6 滇東北地區(qū)2011年10月以來2級以上地震震中分布圖（紅圈為彝良地震）Fig.6 The distribution map of earthquake epicenter with M＞2 in the northeastern Yunnan since October 2011(red circle for the Yiliang earthquake)

選取該閉鎖段2000年以來2.6級以上地震，從地震間隔時間ΔT－T圖 （圖7）中可見，當該區(qū)域2.6級以上地震出現(xiàn)390天以上平靜視為異常，其后8月內(nèi)在閉鎖段附近有5級以上地震發(fā)生，2011年7月15日大關3.0級地震至2012年9月6日，再次出現(xiàn)了419天的2.6級地震平靜異常。這一震源區(qū)的平靜異?，F(xiàn)象可以用震源硬化模型給予解釋[4]。

圖7 馬邊－鹽津地震帶昭通“閉鎖”段2000年以來2.6級以上地震M－T圖和地震時間間隔圖Fig.7 The M－T diagram and seismic interval graph of earthquakes with M＞2.6 of Zhaotong locked segment in the Yanjin earthquake zone since 2000

4 前兆觀測資料異常分析

4.1 前兆臺網(wǎng)情況

昭通地震前兆觀測臺網(wǎng)，由10臺FD-125測氡儀；7臺數(shù)字石英水平擺傾斜儀；4臺數(shù)字電磁波儀；3臺軸向應變儀；2臺四分量鉆孔應變儀；4臺垂直擺數(shù)字傾斜儀；3套數(shù)字化氦氣觀測儀；3套數(shù)字化地下流體（水位、地溫）綜合觀測儀組成，還有6個二氧化碳觀測點。

目前，基本形成一個以水氡、水位、水汞、地溫、水質、二氧化碳等36個測項的地下流體監(jiān)測網(wǎng)，鞏固和拓展了二十多年的觀測成果；一個以8臺數(shù)字地震儀為主2臺DD-2地震儀為輔的區(qū)域測震臺網(wǎng)初步形成，定位更精確；一個由8臺數(shù)字化形（應）變儀組成的區(qū)域形變觀測網(wǎng)初具規(guī)模，獲取了大量非常有研究價值的臨震信息資料；一個在全省率先使用的電磁波觀測項目獲取了大量典型的震前信息。為地震預報和探索研究提供了科學、詳實、可靠的觀測資料。

4.2 中期異常

彝良地震前3個月出現(xiàn)的中期前兆異常，共計6個測項，包括流體類5個測項（圖8），形變類1個測項。巧家水氡（Δ＝127 km）2011年出現(xiàn)了破年變異常 （正常年變形態(tài)為 “冬高夏低”），永善水氡（Δ＝88.5 km）2011年7月開始出現(xiàn)低值異常，鹽津水氡（Δ＝68.1 km，低值趨勢性異常）和魯?shù)榉x子（Δ＝56.3 km，高值趨勢性異常，且日變速率大）均于2011年9月起出現(xiàn)異常，魯?shù)殡妼视?011年10月底開始出現(xiàn)低值異常；形變類異常為水富石英水平擺（Δ＝132.5 km）矢量方向大幅向北東方向偏離，與觀測以來矢量方向年初向正北傾斜，4～5月份開始轉向西北的變化規(guī)律完全背離。從異常臺站的空間分布看，點位較為離散，未出現(xiàn)沿斷裂分布現(xiàn)象。

圖8 彝良地震前中期異常Fig 8 Medium term anomalies before the Yiliang earthquake

4.3 短期異常

“9.7”彝良地震前3個月至震前10天，滇東北地區(qū)前兆異常測項出現(xiàn)9個，其中流體類6個測項（圖9），形變類3個測項。6月：彝良（Δ＝14.8 km）垂直擺傾斜儀矢量方向大幅向北東方向傾斜；永善（Δ＝88.5 km）石英水平擺矢量方向出現(xiàn)轉折，8月底打結、繞圈；鹽津（Δ＝69.1 km）水氡在低值背景中出現(xiàn)階降；四川布拖（Δ＝118.2 km）二氧化碳出現(xiàn)異常升高，四川普格（Δ＝143.4 km）二氧化碳也表現(xiàn)為高值異常。7月：大關（Δ＝30.6 km）二氧化碳出現(xiàn)高值異常，8-9月達觀測以來最高值，且測值不穩(wěn)定；彝良（Δ＝14.8 km）四分量鉆孔應變出現(xiàn)向東壓性轉折加速現(xiàn)象。8月：魯?shù)榇脑海éぃ?9.4 km）地溫測值8月17～20日緩升，21日突降；昭陽區(qū)一中機井（Δ＝30.7 km）地溫8月底出現(xiàn)高值異常。以上短期異常的點位在空間分布有震中逐漸向收縮的趨勢。

4.4 臨震異常

在震前10天內(nèi)，昭通境內(nèi)有9項前兆觀測手段出現(xiàn)“準同步”異常，包括流體異常2個點，形變類異常5個點，電磁類異常2個點。第一次“準同步”異常出現(xiàn)的時間點是9月1日，有大關四分量鉆孔應變 （Δ＝26.8 km）、彝良四分量鉆孔應變 （Δ＝14.8 km），漁洞四分量鉆孔應變（Δ＝32.8km）、彝良傾斜、昭陽區(qū)樂居地溫（Δ＝37.4km）和威信氦氣（Δ＝114.4km）。3個鉆孔應變的異常表現(xiàn)為出現(xiàn)應變階躍，樂居地溫和威信氦氣均表現(xiàn)出高值突升異常。第二次“準同步”異常出現(xiàn)在9月5日，漁洞電磁波和巧家電磁波（Δ＝127km）同一時間點上出現(xiàn)高頻異常信號。此類多臺站不同測項出現(xiàn)“準同步”異常，是昭通市近5年來加大監(jiān)測投入，新增數(shù)字化前兆手段后第一次記錄到區(qū)域內(nèi)破壞性地震的前兆異常。

圖9 彝良地震前短期異常Fig.9 Short-term anomaly before Yiliang earthquake

5 宏觀異常

2012年3月3日，旱季出現(xiàn)地下水上涌，異常點位于昭陽區(qū)北部青崗嶺鄉(xiāng)白沙村蘇家溝（N27°28′52.44″， E103°44′13.61″， 海拔 2022.1m）一山腳處。 據(jù)當?shù)厝罕娭v述， 這一現(xiàn)象是3月3日晚上出現(xiàn)的，當時還聽到有水流聲。第二天白天找到該位置，見有水涌出，就用根膠管將水引出使用。據(jù)了解，當?shù)亟衲旰登閲乐?，全鄉(xiāng)共有50余處（口）井、泉出現(xiàn)干涸，且近期無降雨。

通過在現(xiàn)場仔細察看了周圍地形構造，發(fā)現(xiàn)出水點位于一條近垂直的裂隙處，周邊有3處溶洞（寬約30～40 cm，人無法進入，未見底），出水口附近巖石為石灰?guī)r，出水口形成一50×40×10 cm3（長×寬×深度）的小水坑塘，底部有石英沙狀沉淀物。

6 結語

滇東北地區(qū)（26°～29.1°N,102°～106°）的 M≥5 級地震活動具有“活躍－平靜”的韻律特征。2003年昭魯間“11.15”5.1級地震標志著該區(qū)域進入新一輪強震活動期，之后滇東北地區(qū)5級以上地震呈連發(fā)態(tài)勢。2006年鹽津“8.25”5.1級地震后到2011年，出現(xiàn)了5年的5級地震平靜，是為這一活躍期內(nèi)“弱幕”向“強幕”的過渡期。2010年以來，滇東北地區(qū)4級地震叢集，表明區(qū)域應力水平增強，有利于發(fā)生5級以上地震，啟動“強幕”地震活動。2012年彝良5.7、5.6級地震發(fā)生標志該強震目地震活動的開始

總結彝良地震前小震特征。在小震活動的空區(qū)（段）發(fā)生的顯著地震，對未來的5級以上地震的震中有一定指示意義。

近場區(qū)內(nèi)的前兆異常較為顯著。從時間進程上有異常種類以流體類測項為主，轉變?yōu)槲锢硪饬x更為明確的形變類異常為主的現(xiàn)象。并且，在臨震階段不同臺站同類測項或不同測項的異常會“準同步”出現(xiàn)；從異常的空間分布來看，有從外圍離散分布到沿發(fā)震構造呈帶狀分布，最后向震中地區(qū)集中的趨勢。給出前兆異常時間進程，并以彝良地震為原點，橫軸為異常的時間，縱軸為距離，給出不同異常隨時間演化

這是地震的預測情況。由于地震孕育過程的復雜性和不確定性，地震預報還是世界性難題，需要我們不斷積累、總結經(jīng)驗，追蹤孕震過程中各階段異常變化特征，因此，對震例的總結和科學反思就顯得十分必要了。

[1]國家地震局震害防御.中國歷史強震目錄(公元前23世紀～公元1911年)[M].北京：地震出版社,1995.

[2]中國地震局震害防御司.中國近代地震目錄(公元1912年～1990年)[M].北京：中國科學技術出版社，1999.

[3]中國地震年鑒編輯部.中國地震年鑒1991～2005[Z].北京：地震出版社，1991～2005.

[4]陳立德,付虹.地震預報基礎與實踐[M].北京：地震出版社,2003.

[5]趙洪聲，蘇有錦，張立，等.云南地震前兆與短臨預報[J].地震研究，2000，23(1)：11-20.