汶川、玉树地震临震波动现象的震例研究

杨立明 郝 臻 王建军 胡永军（中国地震局兰州地震研究所，兰州 730000）

汶川、玉树地震临震波动现象的震例研究

杨立明 郝 臻 王建军 胡永军
（中国地震局兰州地震研究所，兰州 730000）

一般来讲，宽频带数字地震记录中，蕴含着丰富的信息。既可以有效记录到地震、爆破、塌陷等地球物理事件及环境变化，也可以记录到某些来源未知或目前尚未掌握的过程，其中可能就包含着来源于临震阶段震源预活动、地壳岩层微破裂、裂隙扩展等过程的信息。对于地震、塌陷等事件，可以根据其时、频域特征进行识别，而对于来源于震源区的预滑移、预破裂及与短临阶段相关的岩层微破裂、裂隙扩展等事件则正是临震预报追寻的目标所在。对于这样的目标事件，由于目前不掌握其变化特征，对其识别的方法一般是通过震例研究。即通过典型震例的反复比对分析，识别出临震阶段可能存在的疑似“事件”，并通过大量的震例和实际资料来研究该疑似“事件”在不同强震前的重现性，从而验证该“事件”是否与强震临震阶段存在关联。在具体的研究工作中，首先从连续地脉动波形记录中提取各种疑似“事件”， 并利用FFT方法进行频谱特征的研究。同时，为了定量表述地脉动记录中不同类型疑似“事件”出现的频度，引入活动度的概念，即按一定的时间间隔，将同一类型疑似“事件”出现的频次累加，作为该类型事件活跃程度的定量指标，用N表示。

研究结果：

（1）汶川地震震例研究。选择震中距19 km的都江堰台震前连续地脉动资料，提取出震前存在的“事件”波形，利用FFT方法进行频谱分析。在0～50 Hz频率范围内，通过大量“事件”波形及其不同频段频谱特征的反复对比研究，初步识别出震前临震阶段NS道记录中存在的波动信息。类似事件的共性表现为相对脉动背景，“事件”幅度变化明显，频谱大致集中在11～16 Hz左右，形态较为整齐。

为进一步研究该类事件的主要特征，选择震中距250 km半径内的所有数字地震台站及部分以远台站（含会理、普格、甘孜）等，共计27个台站，对2008年1月1日至5月12日期间连续记录进行分析研究。结果显示，只有都江堰台在震前14天起观测到这种波动，NS道临震变化活动度N值变化显著，EW、UD向较为平稳，而震中距超过50 km的其余26个台站，在长达5个多月时间内均未出现类似的现象。

（2）同样的方法研究了2010年4月20日玉树7.1级、2011年11月1日青川5.4级地震，结果均表现出类似汶川地震的特征。其中，玉树地震震前12天，震中距46 km的玉树台记录到临震波动现象，EW向变化显著；其余9个震中距超过50公里的台站没有记录到。而青川地震震前13天，震中距8 km的青川台记录到临震波动现象，UD向变化显著；其余14个震中距超过50 km台站没有记录到临震波动现象。

结论和讨论：

（1）汶川、玉树、青川等3次震例均存在临震波动现象，表现为存在类似的频谱、时间、空间特征，具有重现性。

（2）临震波动现象的主要特征：频率范围较宽，优势频率集中在11～16 Hz左右，频谱形态较为整齐；出现在震前12～14天；震中距50 km范围内的台站有可能记录到临震波动现象，超过50 km台站一般记录不到；具有方向性，表现为活动度N值变化显著的方向可能与未来地震的发震断层、余震展布及震源位置较为一致。

（3）有关机理的讨论：临震波动现象是否来源于震源区的预滑移、微破裂、裂隙扩展等事件，尚难以确定；但3次震例表现出临震波动的方向性，即临震波动活动度N值变化显著的方向与发震断层、余震展布及震源位置较为一致的现象，可能意味着该现象具有进一步深入研究的价值。