智利8.2级地震前云南前兆异常分析*

冯琼松　赵慈平　白仙富　常玉巧

(云南省地震局，昆明650224)

学术论文

智利8.2级地震前云南前兆异常分析*

冯琼松赵慈平白仙富常玉巧

(云南省地震局，昆明650224)

北京时间2014年4月2日7时46分，在智利北部沿岸近海海域发生8.2级地震，云南省地震局的一些台站记录到洞体应变、静水位和气压的临震异常，而地震后的9个月内云南连续发生了7次5.0～7.0级地震。本文粗浅探讨智利地震前云南台站前兆异常及其震后对云南地震活动的影响。

智利8.2级地震;云南;临界异常;前兆观测数据

引言

据中国地震台网测定，北京时间2014年4月2日7时46分，在智利北部沿岸近海海域发生8.2级地震，震中位于19.6°S，70.7°W，震源深度10 km。在此后数小时内，连续发生13次5.0级以上地震，引发太平洋海啸2 m左右。此次地震，云南省地震局台站的洞体应变、静水位、气压观测出现了明显的临震异常。而在此后9个月内，云南出现了10年来罕见的7次5.0～7.0级地震连发过程。本文分析云南台站记录在该地震前的临震异常现象，并粗浅探讨该地震对云南省内地震的可能影响。

1　观测情况

云南省地震局有15个观测台站，多种观测手段。其中13个台站有前兆观测，而出现临震异常的观测仪器只有同型号的洞体应变(SS-Y)、静水位(LN-3A)和气压(WYY-1)观测，其他观测手段没有记录到临震异常。在云南省的前兆观测台站中，5个台站有洞体应变(SS-Y)观测，3个台站有静水位(LN-3A)观测，7个台站有气压(WYY-1)观测。安装洞体应变仪(SS-Y)的台站有昆明台、楚雄台、云龙台、永胜台和昭通台。安装静水位仪(LN-3A)的台站有昆明台、腾冲台和建水台。安装气压仪(WYY-1)的台站有昆明台、腾冲台、楚雄台(检修)、洱源台、丽江台、昭通台和弥渡台。有异常的台站及测项为:昆明台的洞体应变、静水位和气压资料，楚雄台的洞体应变资料，腾冲台的静水位和气压资料，云龙台的洞体应变资料。图1是云南省地震局的台站分布，带下划线的是有明显异常的台站。

2　智利8.2级地震前的临震异常

本文所提及的异常为临震异常，也就是地震前几个小时内的异常。从跟踪所选的前兆观测资料记录来看，在智利8.2级地震前这一阶段的异常仅出现在当天地震发生前6小时和2小时。而且经核实，在选取的资料异常期间，各台观测仪器正常，观测环境系统及周围未发生异常变化，无人为和其他外界因素干扰，观测资料记录的异常真实可靠。

图1　云南省地震局台站分布

2.1洞体应变异常

2014年4月2日在智利北部沿岸近海发生8.2级地震，云南省地震局3个台站的洞体应变记录到的临震异常比较明显，如图2所示。

由图2分析可知，智利8.2级地震前，3个台的洞体应变异常较明显，笔者排除了各种干扰可能引起的异常，确认为临震异常。从图中可看出各台站异常情况稍有不同，昆明台洞体应变表现为正异常，异常显现张性阶变鼓包;楚雄台洞体应变表现为正和负异常，异常显现为张性、压性阶变鼓包;云龙台洞体应变表现为负异常，异常显现为压性阶变鼓包。从异常的时间上看，同一台站不同分向的两个不同时段的异常几乎是同时出现的;而不同台站洞体应变资料两个时段的异常发生时间大致相差20分钟，记录到地震的时间也相差20分钟左右。洞体应变仪是安装在较完整的岩体中，它所记录到的纯粹是一种岩体体应变，为弹性介质的体应变［1］。考虑到智利北部沿岸近海距云南省的震中距达1.8万千米，而每个台站的地质基岩情况不一样，如昆明台和楚雄台是二叠系石灰岩和泥沙岩，云龙台是比较坚硬的侏罗系细砂岩，不同地基的地壳形变表现形式具有多样性和复杂性，所以不同台站记录到的异常特征稍有不同，同一台站不同分向记录到的异常特征也会有所不同。结果表明，数字洞体摆观测资料对远强地震具有较强的映震能力，在接受远强地震异常信号时，它们的固体潮汐曲线上迭加了大幅度的张性阶变鼓包或压性阶变鼓包异常变化。

2.2水位临震异常

2014年4月2日在智利北部沿岸近海发生8.2级地震，云南省地震局两个台站的静水位资料记录到的临震异常比较明显，如图3所示。

图2　三个台站在智利8.2级地震当日(2014年4月2日)的洞体应变记录

图3　两个台站在智利8.2级地震当日(2014年4月2日)的静水位观测记录

由图3分析可知，智利8.2级地震前，两个台站的静水位异常较明显。考虑到是否是气压效应的影响，于是笔者查阅比较了原来观测资料中气压效应的情况。根据气压效应的水位变化特征，水位与气压的关系表现为负相关。而图中两台站的水位与气压的异常状态同步，所以可排除气压效应的作用。笔者也排除了其他干扰可能引起的异常，确认为临震异常。两台水位记录异常起始时间间隔50分钟左右，异常形态方向稍有不同。昆明台井深179 m，水是冷水;腾冲台井深120 m，水是热水;两井孔的含水层系统水力传导性也不同。智利北部沿岸近海到云南的震中距约1.8万千米，而地下水位对远震的响应主要是由于含水层介质受到地应力变化的影响。而且井孔的记震能力与水温、井深、井孔含水层系统阻尼特征有很大关系，通过查阅两台的地质基岩情况，发现腾冲台的记震能力优于昆明台。记震能力强的井孔记录的异常特征是反复震荡性的，记震能力差的井孔记录的异常特征是凸起的畸变性的，且水温高的井孔可超前接受异常信号［2］。这些特征很好地对应了两台站的水位异常，昆明台表现为张性阶变鼓包异常，腾冲台表现为张性与压性阶变鼓包异常，且时间超前。结果表明，井水位对远强地震临震异常也有很好的响应，可很好地应用于短临预报。

2.3气压临震异常

2014年4月2日在智利北部沿岸近海发生8.2级地震，云南省地震局两台站的气压资料记录到的临震异常比较明显，如图4所示。

图4　两个台站在智利8.2级地震当日(2014年4月2日)的气压记录

由图4可见，智利8.2级地震前，昆明台和腾冲台的气压曲线同水位一样，分别出现了明显的张性阶变鼓包异常和张性与压性阶变鼓包异常。从图3和图4中我们发现，同一台的水位和气压异常图像十分相似。根据同一台站气压效应的特点，气压跟水位的变化特征为负相关，而图中的两台水位和气压关系为正相关。在日月等天体的引潮力作用下，大气压力的变化是大尺度的，常达数百千米甚至上千千米［3］。而7个安装有气压仪(WYY-1)的台站，除了1个台站检修外，只有2个台站记录到气压异常，所以排除气压效应。笔者也排除了外界的干扰，确定这2台气压和水位异常可能是与地震活动有关的应力作用引起，与作用于同一井孔的应力一样，导致同一井孔的水位和气压异常图像相似，时间相同。据2.2节中分析两台站的地基情况，又是同一口井，所以昆明台的气压异常同水位一样，均表现为张性阶变鼓包异常;腾冲台气压异常也同水位一样，表现为张性与压性阶变鼓包异常。可知气压的一些异常也可用于地震预报。

3　智利8.2级地震后云南地区的地震活动

表1　云南省2014年5.0级以上地震

在智利地震前几个小时，同时记录到洞体应变、静水位和气压的临震异常，而且它们的异常特征变化十分相似。另一方面表现为，在智利8.2级地震前，云南省只发生了2次5.0级以上地震，且后一次地震距2014年4月2日智利发生8.2级地震时间间隔为8个月之久;而在智利地震发生后几天，就接连发生了多次云南省内地震。这说明智利8.2级地震可能使云南地区的地应力发生改变，加剧了地区的地震活动，促使3天后发生了云南永善5.1级地震。永善地震又支持了地应变阶变产生断层活动的这一特点，从而加速区域应变能的积累［4-5］，接连发生了7次5.0级以上地震。

4　结论

智利北部沿岸近海8.2级远强地震引起了云南省境内台站部分前兆资料的异常。昆明台的洞体应变、水位和气压异常均表现为张性阶变鼓包异常，云龙台洞体应变表现为压性阶变鼓包异常，楚雄台洞体应变表现为张性与压性阶变鼓包异常，腾冲台水位和气压异常表现为张性与压性阶变鼓包异常。不同台站3种手段异常变化性质相似，时间上又互相印证，与地震有很好的对应。笔者排除了可能干扰引起的异常，确认这些异常是地壳构造运动引起的临震异常。此次智利8.2级地震前，云南省地震局台站前兆出现的明显临震异常和震后云南地区出现多次地震，表明智利强震释放的应变能对云南地区的构造应力场产生较大的影响，触发了当地的断层活动，促使地震孕育加速［6］。由于资料所限，本文仅对云南省内台站的观测记录进行了分析，未涉及对其他地区资料的处理，其他地区是否有类似异常还有待调研。

近年的观测表明，一次远强大地震的发生可以远距离触发地震，而多种形变观测是最直接的研究手段之一［7-8］。所以笔者初步分析认为，云南2014年的频发地震可能是智利8.2级地震的远场响应，这种响应可能加速了云南区域地应变能量的释放，致使云南2014年是地震频发的一年。当然，智利8.2级地震前云南台站记录的这些异常有可能只是巧合，或是本地区地震活动的前兆异常;而云南2014年频发的地震也有可能是临近区域其他后发地震的前震。本文只是一点粗浅的初探，愿同行们予以讨论。

(作者电子信箱，冯琼松:779773296@qq.com)

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Analysis on im pending anomalies in Yunnan earthquake precursory observation data before Chile M 8.2 earthquake

Feng Qiongsong，Zhao Ciping，Bai Xianfu，Chang Yuqiao
(Earthquake Administration of Yunnan Province，Kunming 650224，China)

At 07:46，April 2，2014(Beijing Time)，an earthquake with magnitude 8.2 occurred in the offshore of northern Chile.In precursory observation data of Yunnan Earthquake Administration stations，some impending anomalies appeared before this earthquake.We analyzes the data in which anomalies appeared，hoping to extract some precursory anomaly information which related to strong earthquakes.

Chile M 8.2 earthquake;Yunan Province;impending anomaly;precursory observation data

P315.72;

A;

10.3969/j.issn.0235-4975.2015.07.003

2015-02-04;采用日期:2015-04-22。

地震行业科研专项(201208018)资助。