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2021年5月21日云南漾濞MS 6.4地震总结

2021-03-19张小涛苑争一

地震地磁观测与研究 2021年6期
关键词:滇西北漾濞主震

张小涛 苑争一 姚 丽 田 雷

薛 艳 杨 文 姜祥华 史海霞 解孟雨 邓世广

(中国北京100045 中国地震台网中心)

0 引言

据中国地震台网测定,2021 年5 月21 日21 时48 分在云南大理州漾濞县(25.67°N,99.87°E)发生MS6.4 地震,震源深度8 km。截至2021 年6 月30 日,记录MS1.0 以上余震652 次,其中MS1.0—1.9 地震514 次,MS2.0—2.9 地震104 次,MS3.0—3.9 地震25次,MS4.0—4.9 地震7 次,MS5.0—5.9 地震2 次,最大余震为5 月21 日22 时31 分MS5.2 地震。此次地震发生在川滇菱形块体西边界带附近,最近断裂为维西—乔后断裂,距离约14 km。震源机制结果显示,此次漾濞地震为一次走滑型破裂事件,与周边断裂构造性质较为一致(臧阳,2014;常祖峰等,2016a,b;中国地震台网中心,2021)。

漾濞MS6.4 地震发生在2021 年度地震重点危险区,与年度预测结果相符。针对此次漾濞地震前震中及附近地区出现的各项相关异常分析发现,在地震活动方面,云南地区存在6 级地震显著平静、5 级地震丛集活跃、4 级地震条带、Benioff 应变比等中长期异常,滇西北4 级地震平静被打破、滇西北至川滇交界东部快速形成的3 级地震条带、滇西北地震发生率指数高值等中短期异常;地球物理观测方面,震前形变、电磁和流体学科存在一定数量的趋势或短期异常测项,比如:楚雄垂直摆NS 向、楚雄基线、弥渡水管NS 向、龙陵水氡、龙陵水温、龙陵流量、洱源水温、红格地电阻率等。

本文将从构造背景、历史地震、震源物理参数、余震序列跟踪、震前震中附近存在的异常等角度,对2021 年漾濞MS6.4 地震进行系统回顾和总结,并重点分析此次地震前地震活动异常的时间、空间及强度的预测意义,以及形变、电磁和流体等地球物理观测异常现象,以期为云南地区6 级以上地震分析积累震例资料,并为具有减灾实效的震前预报提供基础实践数据。

1 构造背景与历史地震

1.1 发震构造

维西—乔后断裂位于漾濞MS6.4 地震震中附近,走向NNW,长约280 km,南与红河断裂相连,北与金沙江断裂相接,连接川滇菱形块体西缘南、北2 条活动断裂(图1)。维西—乔后断裂对晚新生代盆地具有明显的控制作用,右旋走滑特征明显,沿线山脊和河流表现为同步右旋位错。根据洪积扇、冲沟和河流阶地位错量估算,该断裂晚更新世晚期以来右旋水平滑动速率为1.8—2.4 mm/a,垂直滑动速率为0.30—0.35 mm/a(常祖峰等,2016a)。新生代以来,该断裂具有与红河断裂和金沙江断裂相似的运动学特征、相同的地质演化历史和构造变形机制,是红河活动断裂的北延部分(常祖峰等,2016b)。

图1 漾濞MS 6.4 地震周边发震构造(臧阳,2014)Fig.1 Tectonic map of Yangbi MS 6.4 earthquake(Zang,2014)

此次漾濞地震发生在上地壳浅部脆性层内,其余震区长轴呈NW—SE 向展布,短轴剖面所揭示的SW 向陡倾断层面及震源机制解反映的右旋走滑错动方式与邻近近似平行的维西—乔后断裂基本一致,可初步判定该地震序列的主发震构造为维西—乔后断裂的平行伴生构造(臧阳,2014;龙锋等,2021)。

1.2 历史地震

1900 年以来,漾濞MS6.4 地震震中200 km 范围内共发生29 次6 级以上地震,其中6.0—6.9 级地震25 次,7.0—7.9 级地震4 次(图2)。这些地震中,1976 年5 月29 日云南龙陵7.4级地震震级最大,距此次漾濞MS6.4 地震震中约167 km;2009 年7 月9 日云南姚安MS6.0地震与此次漾濞地震发生时间最近,震中相距约124 km;1963 年4 月23 日云南大理云龙6.0级地震与此次漾濞地震空间距离最近,相距约40 km(图2)。

图2 漾濞MS 6.4 地震周边历史地震Fig.2 The epicenter distribution of historical earthquakes around the Yangbi MS 6.4 earthquake

2 震源参数

2021 年漾濞MS6.4 地震发生后,中国地震台网中心(CENC)及国外多家科研机构分别确定了此次地震的震源位置(初始破裂位置)和发震时刻(北京时间),其中,各机构测定的主震震源深度集中在8—10 km;矩震级相差不大,CENC 测定结果为MW6.0,美国地质调查局(USGS)和英国地质调查局(BGS)确定为MW6.1,德国地学中心(GFZ)确定为MW6.0(表1)。

表1 不同机构给出的漾濞MS 6.4 地震震源参数Table 1 Focal parameters of Yangbi MS 6.4 earthquake by different institutions

此外,CENC、中国地震局地震预测研究所(IEF)、USGS、GFZ 分别公布了快速地震矩张量反演结果(表2),结合图3 所示矩张量反演结果,初步判定节面Ⅰ为本次漾濞地震的破裂面,综合4 家科研机构的反演结果,分析认为,漾濞地震为一次走滑型破裂。

表2 不同机构给出的漾濞MS 6.4 地震断层面解Table 2 Fault plane solutions of Yangbi MS 6.4 earthquake

图3 漾濞MS 6.4 地震震源机制解(a) CENC 计算结果;(b) IEF 计算结果;(c) USGS 计算结果;(d) GFZ 计算结果Fig.3 The focal mechanism solution graphs for Yangbi MS 6.4 earthquake

3 漾濞序列分析

3.1 序列完整性震级分析

基于漾濞MS6.4 地震后余震区地震目录,利用ZMAP 软件中最小完整性震级Mc的计算方法(Wyss et al,1999;Wiemer et al,2000;Mignan et al,2012),即结合优度测试(GFT)和最大曲率法(MAXC),计算2021 年5 月21 日MS6.4 地震发生后至6 月30 日余震序列最小完整性震级,结果见图4。由图4 可见,余震序列最小完整性震级为Mc=0.9±0.1,表明区域地震台网监测能力较好。下文研究将选取ML1.0 为余震序列最小完整性震级。

图4 漾濞地震序列最小完整性震级Fig.4 The minimum magnitude of completeness of the Yangbi earthquake sequence

3.2 序列时空分布特征

漾濞MS6.4 地震序列是一次典型的前震—主震—余震型序列。在2021 年5 月18 日至6 月30 日,云南地震台网共记录ML1.0 以上地震2 502 次,其中ML1.0—1.9 地震1 947 次,ML2.0—2.9 地震447 次,ML3.0—3.9 地震83 次,ML4.0—4.9 地震20 次,ML5.0—5.9地震4 次,ML6.0—6.9 地震1 次。

此次漾濞地震序列中,于5 月18 日21 时39 分35 秒发生第1 次显著前震事件——ML4.6(MS4.2)地震,5 月19 日20 时5 分56 秒发生第2 次显著前震事件——ML4.9(MS4.4)地震;随后,地震强度进一步升级,于5月21日21时21分25秒发生此次序列震级最高的前震——MS5.6 地震,27 min 后即发生序列主震——MS6.4 地震,当日22 时31 分10 秒发生序列最大余震——MS5.2 地震,随后余震强度逐渐减弱,5 月29 日以后序列强度低于ML4.0(图5)。

图5 漾濞MS 6.4 地震序列M—t 图Fig.5 The M-t diagram of Yangbi MS 6.4 earthquake sequence

漾濞地震序列的余震整体呈NNW 向展布,长约25 km,宽约10 km,与6 级地震的理论破裂尺度较为吻合(邓起东等,1992);5 月21 日21 时21 分漾濞MS5.6 最大前震位于余震区中北部,5 月21 日21 时48 分MS6.4 主震位于余震区西北端,二者相距约6.5 km;5 月21 日22 时31 分MS5.2 最大余震位于余震区东南端,距主震约13.5 km(图6)。

图6 漾濞MS 6.4 地震序列余震空间分布Fig.6 The spatial distribution of Yangbi MS 6.4 earthquake sequence

王月等(2021)对此次漾濞地震序列进行了重新定位(图7),结果显示:5 月18 日21:39至5 月19 日15:00,地震活动空间分布集中;5 月19 日20:05 至5 月21 日18:00,地震活动空间分布具有沿NW 向扩展趋势(与第一阶段相比);5 月21 日20:55 至21:48,在30 min 以内共记录ML1.0—1.9 地震23 次,ML2.0—2.9 地震26 次,ML3.0—3.9 地震6次,ML4.0—4.9 地震3 次,ML5.0—5.9 地震1 次,最大地震为5 月21 日21 时21 分ML5.7(MS5.6)地震,震中集中分布在初始破裂位置SE 方向;随后,MS6.4 主震发生在震源区北西端,余震活动主要沿NW—SE 向展布。

图7 漾濞MS 6.4 地震序列重定位结果(王月等,2021)Fig.7 The earthquake relocation of Yangbi MS 6.4 earthquake sequence(Wang et al,2021)

3.3 序列统计参数

在震后趋势判定中,可用序列G-R 关系统计结果外推最大余震震级,并可用b值和h值的计算结果判定地震序列类型(孙其政,1997)。b值为余震序列某震级以上累计地震次数对数(纵轴)与震级(横轴)拟合曲线与横轴的截距(Gutenberg et al,1944)。h值为修正后的大森公式(刘正荣等,1979;刘正荣,1984)中地震频度随时间的衰减系数。

通过计算漾濞地震序列主震发生至6 月30 日每日b值,发现序列b值变化较为稳定,维持在0.7 左右,未出现大的波动,见图8(a)。该结果与区域b值的背景值较为接近,在一定程度上表明,主震发生后,区域应力经过调整逐渐稳定,发生强震的危险性降低(段梦乔等,2021)。此外,序列G-R 关系的最大外推震级为ML5.8,与实际最大余震震级ML5.7 基本一致。由5 月21 日主震发生后至6 月30 日每日h值结果[ 图8(b)]可知,h值由2.1 下降到1.8,但始终大于1,据刘正荣等(1986)的研究,判定该地震序列不会发生更大地震。

图8 漾濞地震序列b 值(a)和h 值(b)动态跟踪曲线Fig.8 The dynamic tracking curve of b value (a) and h value (b) of the Yangbi earthquake sequence

4 地震前异常

4.1 地震活动异常

2021 年漾濞MS6.4 地震发生前,震中及附近地区先后出现一定数量、不同时间尺度的地震活动异常,包括平静、活跃、条带等常规地震活动异常,以及地震发生率指数、调制比、Benioff 应变比等地震参数异常。异常空间位置集中在滇西北及周边地区,预测震级水平多为6 级左右。

(1)云南地区6 级地震显著平静。姜祥华等(2020)从统计学角度提出确定地震显著平静阈值的方法,估算云南地区MS≥6.0 地震显著平静阈值的95%置信区间,发现其阈值范围为3.5—5.5 年。据统计,从2014 年10 月7 日景谷MS6.6 地震发生至2020 年3 月29 日,云南地区已达到6 级地震平静阈值上限5.5 年,平静异常突出,表明云南地区发生6 级地震的可能性逐步增大。截至此次漾濞地震发生,云南地区6 级地震平静时长达2 417 天,明显超过该阈值范围。

(2)云南地区5 级以上地震平静超过300 天。据统计,1930 年以来,云南地区5 级以上地震平静时间超过300 天的有25 组,在平静时间300—390 天发震的有16 组,占比16/25=64%(表3)。从2020 年5 月18 日巧家5.0 级地震开始至2021 年3 月14 日,云南地区达到5 级地震平静300 天的阈值,据以往震例,未来3 个月左右该区5 级以上地震发生的可能性较大。2021 年5 月21 日漾濞MS6.4 地震的发生打破了云南地区达368 天的5级地震平静。

表3 云南地区MS 5.0 以上地震长时间平静统计Table 3 The statistics of seismic quiescence of MS ≥5.0 earthquakes in Yunnan

(3)滇西北地区5 级地震丛集活跃。滇西北地区5 级以上地震存在活动—平静的韵律特征,历史上曾出现3 次超过9 年的5 级地震平静期,随后即进入8—26 年的地震活跃时段,且活跃时段均有6 级以上地震发生。2012 年云南宁蒗MS5.7 地震开启了新的活跃时段,2021 年漾濞MS6.4 地震即发生在该丛活跃地震中(图9)。

图9 滇西北地区MS 5.0 以上地震Fig.9 The M-t diagram of MS ≥5.0 earthquakes in the northwest of Yunnan Province

(4)川滇菱形块体ML4.0 以上地震平静被打破。1970 年1 月至2020 年1 月川滇菱形块体ML≥4.0 地震平静超过170 天的有3 组,其中2 组于平静被打破后3 个月内在平静区内发生了6 级左右地震(表4),分别对应1982 年甘孜MS6.0 和2003 年大姚MS6.2 地震。2020 年9 月9 日以来ML≥4.0 地震的长期平静被2021 年3 月1 日云南洱源ML4.3 地震打破,结合以上2 次6 级震例,认为平静被打破后短期内川滇菱形块体存在发生6 级左右地震的可能,2021 年漾濞MS6.4 地震即发生在平静被打破后第81 天。

表4 川滇菱形块体ML 4.0 以上地震平静超过170 天统计Table 4 The statistics of Sichuan-Yunnan rhombic block ML ≥4.0 earthquake quiescence for more than 170 days

(5)滇西北地区ML4.0 以上地震平静打破。1995 年1 月至2019 年1 月,滇西北地区ML≥4.0 地震平静超过235 天的有11 组,其中有5 组在平静被打破后90 天内发生5.5 级以上地震。以滇西北ML4.0 以上地震平静超过235 天被打破为异常指标,预测随后该区短期内会发生5.5 级以上地震(表5)。2019 年11 月25 日洱源ML4.8 地震发生后,滇西北地区ML4.0 以上地震平静时间达462 天,于2021 年3 月1 日被洱源ML4.3 地震打破,随后即发生漾濞MS6.4 地震。

表5 滇西北ML 4.0 以上地震长期平静被打破后与周边MS 5.5 以上地震的对应关系Table 5 The correspondence between the break of the long-term quiescence of ML ≥4.0 earthquakes in northwest Yunnan and surrounding MS ≥5.5 earthquakes

(6)滇缅交界至四川木里ML4.0 以上地震条带。地震条带一般是指大震前区域地震活动由凌乱、分散的分布转为集中成带的现象(中国地震局监测预报司,2020a)。刘蒲雄等(1989)认为,地震条带可能反映断裂带发生了幅度较大的定向运动或整体变形,这种异常活动可能与大震的孕育相关。2019 年7 月至2020 年11 月,滇缅交界至四川木里形成走向NE 的ML4.0 以上地震条带,半年后即在条带上发生漾濞MS6.4 地震(图10)。

图10 滇缅交界至四川木里ML 4.0 以上地震条带Fig.10 The ML ≥4.0 seismic belt from the border of Yunnan and Myanmar to Muli,Sichuan

(7)滇西北至川滇交界东部3 级以上地震条带。2020 年11 月21 日至2021 年3 月1 日,在滇西北至川滇交界东部形成一条3 级以上地震条带(图11)。据统计,川滇地区1970 年以来形成3 级条带24 次,其中16 次于条带形成后1 年内在条带及周边发生5.5 级以上地震,其中5 次地震发生在条带形成后3 个月内。2021 年漾濞MS6.4 地震即发生在滇西北至川滇交界东部3 级地震条带形成后3 个月内,发震位置在条带西南端部。

图11 云南地区MS 3.0 以上地震条带Fig.11 The MS ≥3.0 seismic belt in Yunnan

(8)地震参数类异常。漾濞MS6.4 地震发生前,震中附近区域存在多项地震参数异常,如地震发生率指数、地震调制比、波速比及Benioff 应变,对后续地震的发生地点及强度具有一定预测意义。

地震发生率指数可对地震活动显著增强与显著减弱这2 种典型异常同时进行定量识别(姜祥华,2020;苑争一等,2021)。漾濞MS6.4地震前6个月在滇西北出现地震发生率指数高值异常,震前80 天该异常迁移至震中地区,随后持续发展,直至漾濞地震发生[图12(a)]。

地震调制比异常可用于间接探测地壳介质的强弱分布,寻找高应力集中区,是地震预测研究的常用方法之一(韩颜颜等,2017)。此次漾濞MS6.4 地震发生前,震中附近存在固体潮调制比异常,且在震前3 个月较显著[图12(b)]。

波速比是地震学领域重要的研究方向,一些强震前存在不同程度的波速比异常变化(王林瑛等,2014;李艳娥等,2016)。2019 年4 月至2020 年10 月,滇西北地区出现波速比低值异常,漾濞MS6.4 地震即发生在波速比正负异常区边界附近[图12(c)]。

Benioff 应变比可作为一个区域中滑动速率的量度(赵祎喆等,2008)。2020 年7 月,滇西至川滇交界地区Benioff 应变比出现高值异常,据以往震例(杨文等,2020;卢显等,2020),高值区域在异常出现1 年内具有5 级以上地震发生的可能,漾濞地震即对应该异常[图12(d)]。

图12 漾濞地震前存在的地震学参数异常(a)地震发生率指数;(b)地震调制比;(c)地震波速比;(d)Benioff 应变比Fig.12 Anomalies of seismological parameters before Yangbi earthquake

4.2 地球物理观测异常

2021 年漾濞MS6.4 地震震中300 km范围内共分布地球物理观测台站73 个(图13),涉及水位、水温、地电阻率、地倾斜、基线、水准等405 个观测项,其中22个测项出现地球物理异常(图13,表6)。据统计,震中100 km 范围内分布12 个观测台站112 个观测项,其中异常测项5 个,异常测项比为5/112(4.5%);震中100—200 km 范围内分布25 个观测台站175 个观测项,其中异常测项14 个,异常测项比为14/175(8.0%);震中200—300 km 范围内分布36 个观测台站119 个观测项,其中异常测项3 个,异常测项比为3/119(2.5%)。

图13 漾濞MS 6.4 地震震中附近地球物理观测台站及异常分布Fig.13 The distribution of geophysical observation stations and anomalies before the Yangbi MS 6.4 earthquake

综上,漾濞地震前震中附近地球物理观测异常测项比较低,22 项异常中短期异常6 项,趋势异常16 项,震前异常以趋势异常为主(表6)。

表6 漾濞MS 6.4 地震震中附近地球物理观测异常信息Table 6 Observed geophysical anomaly information of the Yangbi MS 6.4 earthquake

4.2.1 形变学科异常。漾濞MS6.4 地震震中100 km 范围内存在形变观测22 项,其中4 项异常;101—200 km 范围内存在形变观测63 项,其中10 项异常;201—300 km 范围内存在形变观测20 项,无异常(图14)。

图14 漾濞MS 6.4 地震前震中附近形变观测异常分布Fig.14 The spatial distribution of deformation observation anomalies before the Yangbi MS 6.4 earthquake

漾濞地震震中200 km 范围内的14 项异常分别为下关基线/水准2-1、云龙洞体应变EW 分量,弥渡水管倾斜NS 分量、永胜水准/基线1-2、永胜水管倾斜NS 分量、楚雄水准/基线1-2、楚雄水准/基线3-5、楚雄洞体应变NS/EW 分量、楚雄垂直摆NS 分量,统计结果详见表6。文中重点就漾濞MS6.4 地震有明确预测意义的永胜水管倾斜NS 分量、楚雄垂直摆NS 分量和楚雄洞体应变NS/EW 分量4 项异常进行总结归纳。

(1)永胜水管倾斜NS 分量。雨季过后,永胜水管NS 分量于2020 年10 月底出现快速南倾下降变化,后于恢复阶段发生漾濞MS6.4 地震(图15)。该测项曾于2007 年和2014 年底出现类似现象,其中2007 年在快速南倾异常恢复后,发生了2008 年8月30 日四川攀枝花—会理MS6.1 地震。

图15 永胜台水管倾斜NS 分量异常变化形态Fig.15 The anomaly characteristics of the NS component of water-tube inclinometer at Yongsheng Seismic Station

(2)楚雄垂直摆NS 分量。在此次漾濞地震前,楚雄垂直摆NS 分量出现加速南倾后转平变化,并于2021 年4 月10 日恢复正常动态,40 天后即发生漾濞MS6.4 地震(图16)。楚雄垂直摆NS 分量2020 年曾出现类似变化,加速南倾转平后于2020年5 月18 日发生巧家MS5.0 地震,2 次地震距离约368 km。

图16 楚雄垂直摆NS 分量异常变化形态Fig.16 The anomaly characteristics of the NS component of Chuxiong vertical pendulum tiltmeter

(3)楚雄洞体应变NS/EW 分量。楚雄台距此次漾濞地震震中约180 km,该台洞体应变NS/EW 分量震前表现为加速北倾、加速东倾和高值破年变变化,异常变化的突出阶段为2020 年6—7 月。楚雄台震前出现类似加速变化的显著震例有2008年8 月30 日四川攀枝花—会理MS6.1 地震和2009 年7 月9 日云南姚安MS6.0 地震。因此,2020 年楚雄洞体应变NS/EW 分量变化应为漾濞MS6.4 地震的震前异常(图17)。

图17 楚雄洞体应变NS、EW 分量异常变化形态Fig.17 The anomaly characteristics of the NS and EW components of Chuxiong cave strain

4.2.2 电磁学科异常。漾濞MS6.4 地震震中300 km 范围内共有电磁测项117 项,震前存在2 项异常,分别为红格台地电阻率NS 和EW 测项。

红格台地电阻率NS 和EW 测项自2020 年11 月1 日以来出现初步的破年变异常现象,曲线走势与以往几年相比处于较低水平,幅度则减小一半,异常持续约7 个月,据中国地震局监测预报司(2020b)出版的《地震电磁分析预测技术方法工作手册》,预测台站周围300 km 范围内有发生6 级左右地震的可能(图18)。

图18 红格台地电阻率NS 向、EW 向异常变化Fig.18 The anomaly characteristics of the NS and EW components of apparent resistivity at Hongge Seismic Station

2021 年1 月26 日,四川省地震局对红格台地电阻率异常进行现场核实,核实结果认为,该破年变变化属于前兆异常。漾濞MS6.4 地震距红格台约227 km,分析认为,红格地电阻率异常应为其震前异常。

4.2.3 流体学科异常。漾濞MS6.4 地震震中300 km 范围内共存在6 项异常,其中距离最近的流体异常测项是洱源水温,震中距约51 km;震中101—200 km 范围内异常测项为施甸水汞、龙陵流量、水温和水氡;震中201—300 km 范围内有1 项异常,为会理水位。以上6 项流体异常中洱源水温、施甸水汞及龙陵流体异常在漾濞地震前均出现明显的异常变化(表7)。

表7 漾濞MS 6.4 地震前周边存在的流体异常Table 7 Fluid anomalies around Yangbi MS 6.4 earthquake

(1)云南洱源水温异常。2020 年12月1 日起,洱源水温观测数据曲线呈持续下降趋势,至2021 年漾濞MS6.4 地震前,降幅约0.083 4 ℃,下降速率较大。据震例 统 计,2016 年5 月18 日云龙MS5.0、2017 年3 月27 日漾濞MS5.1 地震前曾出现类似变化,且以上3 次地震前洱源水温均表现为趋势下降,震后转为上升趋势,该前兆异常变化特征较具规律性(图19)。

图19 洱源水温震前异常变化Fig.19 The anomaly characteristics of Eryuan water temperature before Yangbi MS 6.4 earthquake

(2)云南施甸水汞异常。自2019 年观测以来,施甸水汞观测资料背景值较为稳定,保持在3 ng/L 左右,2020 年10 月以来波动增大,2021 年3 月起测值快速上升,4 月8 日达最高值,为20.9 ng/L,5 月13 日施甸4.7 级地震后出现缓慢回落,在回落过程中发生此次漾濞地震。因此,云南施甸井水汞测项2021 年4 月高值异常可作为此次漾濞地震的前兆异常(图20)。

图20 施甸水汞漾濞MS 6.4 地震前异常变化Fig.20 The anomaly characteristics of Shidian mercury before Yangbi MS 6.4 earthquake

(3)云南龙陵流体异常。自2021 年1 月底以来,龙陵井水氡观测出现高值变化,后于2 月底出现长时间的低值变化,异常持续时间较长。自2020 年8 月起,龙陵井水温及流量出现高值变化,于2020 年底小幅回落后再次回升,且保持高值波动状态。该区域构造应力有所增强,导致深部物质上涌加剧,从而引起水温及流量的同步上升。

2021 年2 月底,龙陵井水氡与水温、流量出现同步反向变化,即水氡下降,水温及流量上升,三者出现同步异常,3 个月后于5 月21 日发生此次漾濞MS6.4 地震(图21)。

图21 龙陵流量、水温及水氡异常曲线Fig.21 Abnormal curves of flow,water temperature and radon at Longling seismic station

5 讨论与结论

前震是地震学以及地震预测研究中一个备受关注的领域,不同学者给出的“前震”定义有一定差异,严格的前震应是主震之前不长时间内,在紧邻主震破裂起始点区域发生的小地震(陈颙,1978;蒋海昆等,2020)。通常情况下,前震具备时空丛集、震源机制一致、序列b值偏低等特点(吴开统等,1976;陈颙,1978;Helmstetter et al,2003;薛艳等,2012)。

2021 年5 月18 日至5 月21 日漾濞MS6.4 地震发生前,漾濞附近集中发生多次小震,包含5 月18 日MS4.2、5 月19 日MS4.4 及5 月21 日MS5.6 地震。这些地震具备以下特征:①主震前3天内小震活动集中在半径约10 km范围内;②序列b值出现显著低值,约为0.53;③主震前附近TUS 台和CHT 台记录的小震P 波初动方向具有较高的一致性①据四川省地震局龙锋。

全面梳理、系统总结每一次显著地震的地震地质环境以及震源参数、地震序列演化特征,尤其是震前出现并被捕捉的地震活动和地球物理观测异常变化,对于地震预测的科学研究具有重要价值(孟令媛等,2020)。通过对本次地震前地震活动及地球物理观测异常的梳理,得到以下认识。

(1)漾濞MS6.4 地震发生在维西—乔后断裂附近,震源机制解显示本次地震为一次走滑型破裂,与周边地质构造及附近断裂性质较为一致。

(2)漾濞MS6.4 地震发生前,原震区发生多次显著地震,如5 月18 日MS4.2、5 月19日MS4.4 和5 月21 日MS5.6 地震;漾濞MS6.4 地震发生后,于5 月21 日22 时31 分发生最大余震,震级MS5.2。本次序列构成一次典型的前震—主震—余震型地震序列。

(3)漾濞区域地震台网监测能力较好,漾濞MS6.4 地震序列最小完整性震级在ML1.0左右,截至6 月30 日,记录ML1.0 以上地震超2 500 次,序列余震空间上整体呈NNW 向展布约25 km,与6 级地震的理论破裂尺度较为吻合,主震后余震衰减较为正常,其中序列b值变化较为稳定,h值逐渐变小但始终大于1。

(4)漾濞MS6.4 地震发生前,震中及附近区域年度异常测项较为丰富,预测地震强度多为6 级左右,其中:地震活动异常主要有云南地区6 级以上地震长期平静、滇西北5 级以上地震丛集活跃、滇缅交界至四川木里ML4.0 地震条带等;地球物理观测异常共计16项,主要有楚雄垂直摆NS 向、弥渡水管NS 向,下关基线、永胜基线等多项跨断层异常。

(5)漾濞MS6.4 地震发生前,震中及附近区域短期异常相对偏少,其中:地震活动异常主要有滇西北4 级地震平静被打破、滇西北存在地震发生率指数异常等;地球物理观测异常主要有龙陵水氡、水温和流量、施甸水汞、洱源水温、红格地电阻率等。这些异常空间上主要分布在滇西至滇西北地区,对此次漾濞地震的发生位置具有较为明确的指示意义。

本文撰写得到刘杰研究员的指导和鼓励,蒋海昆研究员、晏锐研究员、孟令媛研究员、闫伟高级工程师和余怀忠研究员亦给予帮助,“中国地震台网中心国家地震科学数据中心”(http://data.earthquake.cn)提供数据支撑,在此对他们及中国地震台网中心预报部同事的辛苦工作,一并表示衷心感谢。

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