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2020年4月1日四川石渠5.6级地震总结

2021-04-18解孟雨马亚伟张小涛黎明晓

地震地磁观测与研究 2021年1期
关键词:主震余震震级

解孟雨 马亚伟 张小涛 于 晨 岳 冲 姚 丽 姚 琪 黎明晓 薛 艳

(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,2020 年4 月1 日20 时23 分在四川甘孜州石渠县(33.04°N,98.92°E)发生5.6 级地震,震源深度10 km。截至2020 年7 月31 日,共记录ML1.0 以上余震255 次,其中ML1.0—1.9 地震145 次,ML2.0—2.9 地震99 次,ML3.0—3.9地震10 次,ML4.0—4.9 地震1 次,最大为4 月1 日ML4.1 地震。与石渠5.6 级地震震中最近的断裂是五道梁—长沙贡玛断裂,距离约11 km。震源机制显示,该地震为左旋走滑型地震(据中国地震台网中心,CENC)。

此次石渠5.6 级地震震中位于四川、青海和西藏的交界区域,平均海拔约4 600 m,人口稀少,地震活动较少,为历史弱震区。本文针对此次石渠5.6 级地震,详细介绍了震中地区构造背景、区域历史地震活动特征、震源机制、序列特征及序列各参数计算结果,并分析总结了震前出现的地震活动和地球物理观测等异常,为弱震区中强以上地震的中短期预测积累了震例资料。

1 构造背景和历史地震

2020 年石渠5.6 级地震发生在巴颜喀拉块体内部,位于青藏高原主体地区北部,川滇菱形块体、羌塘块体的交界部位。巴颜喀拉块体是青藏高原地壳运动方向转变的枢纽地区之一,以北的青藏高原东北缘地区普遍受到强烈的挤压隆升作用,以南地区则主要表现为东向挤出作用。在此强烈的地壳形变作用下,巴颜喀拉块体周缘断裂带活动尤为强烈。自1997 年玛尼7.5 级地震发生以来,中国大陆7 级以上地震基本发生在该块体周缘,如2001 年昆仑山口西8.1 级地震、2008 年于田7.3 级地震、2008 年汶川8.0 级地震、2010 年玉树7.1 级地震、2013 年芦山7.0 级地震、2014 年于田7.3 级地震和2017 年九寨沟7.0 级地震。达日断裂位于巴颜喀拉块体内部,距本次地震约76 km,是一条晚第四纪活动的左旋走滑断裂,其中段为巴颜喀拉地块南、北分界的活动断裂(李辉,2016;梁明剑等,2020)。该断裂较为活跃,发生过1947 年达日7.7 级地震、1949 年达日6.0 级地震、1961 年达日西5.2 级地震和1995 年玛多6.2 级地震。

1900 年以来,石渠5.6 级地震震中50 km 范围内无5 级以上地震发生,震中100 km范围内发生5 级以上地震4 次(含余震),其中,5.0—5.9 级地震3 次,7.0—7.9 级地震1 次。在这些地震中,1993 年5 月24 日四川德格县5.0 级地震距今最近,与石渠5.6 级地震震中相距约92 km;1947 年3 月17 日青海达日7.7 级地震震级最大,与石渠5.6 级地震震中空间距离最近,约61 km(图1)。

图1 石渠5.6 级地震震中附近历史地震分布及主震震源机制Fig.1 The distribution of historical earthquakes in the vicinity of the Shiqu MS5.6 earthquake and the focal mechanism solutions of the mainshock

本次石渠5.6 级地震震中位于鲜水河断裂带向NW 延伸的五道梁—长沙贡玛断裂带附近,距离约11 km。五道梁—长沙贡玛断裂带是一条早中更新世断裂,现今活动性减弱,目前区域应力大多由其南侧的甘孜—玉树断裂带、西南沿线的鲜水河断裂带以及北侧的达日断裂活动来释放。横跨该断裂的电性剖面显示,该区地壳深度内发育有南倾断裂,西南侧发育有南向缓倾的壳内大断裂(谢成良等,2012)。通过对石渠县长沙贡玛乡汉布沟构造剖面的研究以及143 km 范围内断裂带的填图,黄仕华等(2006)指出,五道梁—长沙贡玛断裂带宽约5—12 km,主断面倾向NE,具有一般断裂特征,后期左行剪切活动强烈。该断裂带在SE 方向与定曲—扎曲断裂、甲斯孔断裂相连,并与道孚—炉霍断裂带交汇,构成道孚—炉霍断裂带的分支次级断裂(梁明剑等,2020)。

2020 年石渠5.6 级地震发生后,中国地震台网中心(CENC)、中国地震局地震预测所(IEF)、哥伦比亚大学拉蒙特—多尔蒂地球观测站(LDEO)、美国地质调查局(USGS)以及德国地学中心(GFZ),采用不同方法和数据,给出本次地震的震源机制解,结果见图1 和表1。由表1 可知:①除GFZ 给出的断层上盘相对下盘的滑动方向与其余机构不一致外,节面Ⅱ滑动角的反演结果均接近180°或-180°,节面Ⅰ滑动角的反演结果均在0°—20°以及-10°—0°,显示石渠5.6 级地震为走滑型地震;②各机构反演的矩震级结果相差较小,其中CENC 和USGS 计算的结果最小,为MW5.4,而IEF 和LDEO反演结果最大,为MW5.6,二者相差0.2;③各机构计算的矩心深度相差较大,其中IEF反演深度最小,为7 km,LDEO 结果最大,为22.8 km,相差15.8 km。

表1 不同机构反演得到的石渠5.6 级地震震源机制解Table 1 The focal mechanism solutions of the Shiqu MS5.6 earthquake by different institutions

2 石渠地震序列活动特征

无论是前震还是余震活动,分析其序列活动特性,均需给定统一的空间范围(Helmstetter et al,2003a),而二者一般集中在主震断层附近(Kisslinger,1996;Chen et al,2016)。因此,将石渠5.6 级地震序列的余震集中区作为研究区,分析序列活动特征。

2.1 前震活动特征

1970 年1 月1 日至2020 年3 月31 日,石渠5.6 级地震余震区仅发生ML1.0 以上地震68 次,其中ML3.0—3.9 地震9 次,ML4.0—4.9 地震3 次,分别为2017 年5 月16 日石渠ML4.8、2020 年1 月23 日石渠ML4.8 和石渠ML4.3 地震,无5 级以上地震发生。从研究区内地震活动随时间的演化特征看,地震事件主要发生在2014 年之后[图2(a)],而从研究区地震月频次来看,2020 年1 月23 日ML4.8 地震发生后,研究区小震活跃现象明显,地震月频次增加,远大于之前的地震活动水平[图2(b)];1 月23 日至4 月1 日前,共发生ML1.0 以上地震32 次,其中ML1.0—1.9 地震24 次,ML2.0—2.9 地震5 次,ML3.0—3.9 地震1 次,ML4.0—4.9 地震2 次。1 月23 日石渠ML4.8 地震发生后,前震的月频次逐渐降低,同时震级逐渐下降,直至5.6 级主震发生[图2(c)]。

图2 石渠5.6 级地震余震区ML≥0.0 地震M—t 图和月频次(a) 1970 年1 月1 日至2020 年7 月31 日ML≥0.0 地震M—t 图;(b) 2014 年1 月1 日至2020 年3 月31 日ML≥0.0 地震M—t 图;(c) 2020 年1 月12 日至2020 年3 月31 日Fig.2 M-t diagram and the monthly cumulative rate of the ML≥0.0 events in the aftershock area of the Shiqu MS5.6 earthquake

此外,1 月23 日石渠ML4.8 地震至石渠5.6 级地震发生前,研究区内地震主要集中在主震震中15 km 范围内,其中石渠ML4.8 地震和ML4.3 地震分别距5.6 级主震约8 km和4 km(图3)。参照前震的定义,即地震活动频次高于背景地震活动水平且发生在主震前且距离主震较近,可以明确,研究区内2020 年1—3 月发生的地震为4 月1 日石渠>5.6级地震的前震活动(Helmstetter et al,2003b;王林瑛等,2005,Chen et al,2016)。

2.2 余震活动特征

2020 年4 月1 日至7 月31 日,石渠5.6 级地震余震区共记录ML≥1.0 余震255 次,其中ML1.0—1.9 地震145 次,ML2.0—2.9 地震99 次,ML3.0—3.9 地震10 次,ML4.0—4.9地震1 次,最大余震为4 月1 日20 时25 分的石渠ML4.1(MS3.6)地震(表2,图4)。基于石渠地震序列目录,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),即结合拟合优度测试(GFT)和修正最大曲率法(MAXC),计算得到石渠地震序列的最小完整性震级Mc为ML1.9 ± 0.3(图5)。

图3 石渠5.6 级地震的ML≥0.0 前震分布(2020 年1 月23 日至3 月31 日)Fig.3 Epicentral distribution of the ML≥0.0 foreshocks of the Shiqu MS5.6 earthquake(January 23 to March 31,2020)

表2 石渠地震序列目录(ML≥3.0)Table 2 Catalogue of the Shiqu MS5.6 earthquake sequence (ML≥3.0)

图4 石渠5.6 级地震序列M—t 图(a)和日频次图(b)Fig.4 M-t diagram (a) and daily cumulative rate (b) of the Shiqu MS5.6 earthquake sequence

图5 石渠5.6 级地震序列的完整性震级Fig.5 The magnitude of completeness for the Shiqu MS5.6 earthquake sequence

石渠地震序列的余震集中发生在震后3 天内,共记录ML≥1.0 余震153 次,其中包含与主震相差约2 min 发生的最大余震,即4 月1 日石渠ML4.1(MS3.6)地震(图4)。在随后约1 个月内,序列余震持续活动,ML≥1.0 余震日频次持续衰减,截至5 月9 日,共发生ML≥1.0 余震228 次;此后,序列余震活动呈平静—活动—平静的变化趋势,出现短期集中活动现象,即5 月20 日至24 日、6 月20 日至25 日以及7 月20 日至29 日出现余震集中现象,分别发生ML≥1.0 余震5 次、7 次和9 次,其中,6 月21 日发生石渠ML3.7(MS3.2)地震,序列余震震级出现较大起伏变化,其他时间段内多处于ML≥1.0 地震平静状态;整体上,石渠地震序列余震活动呈阶段性衰减特征。

石渠地震序列中5.6 级主震(ML5.9)与其他最大地震(ML4.8 前震)的震级差为1.1,主震释放能量占序列的98.25%,表明5.6 级主震释放了此次地震序列的绝大部分能量。从空间分布看,余震活动集中在主震震中22 km 范围内,且分布无明显的方向性,最大余震(ML4.1)则位于主震东南侧,距离约7 km(图6)。

图6 石渠5.6 地震序列震中分布(2020 年4 月1 日至7 月31 日)Fig.6 Epicentral distribution of the Shiqu MS5.6 earthquake sequence (April 1,2020,to July 31,2020)

基于所得最小完整性震级ML1.9 ± 0.3,利用最大似然法(Marzocchi et al,2003),对石渠地震序列震级—频度曲线进行G—R 关系拟合,得到序列a 值和b 值分别为3.69 ± 0.14 和0.84 ± 0.6(图7),进而推测序列最大余震震级为ML4.4,与实际发生的最大余震震级ML4.1 基本一致。石渠地震序列中发生的ML4.0 左右的地震明显低于G—R 关系拟合曲线,表明该震级地震出现缺失,余震区未来存在发生相应震级地震的可能[图7(a)]。前人研究(刘正荣等,1979,1986;刘正荣,1984;蒋海昆等,2007)显示,当h >1 时,地震序列一般为主余型序列;而h ≤1 时一般为前震序列,后续会发生更大地震。截至7 月31 日,石渠5.6 级地震序列的h=1.886 >1[图7(b)],表明该地震序列后续发生更大地震的可能性较小。结合前震分析,综合判定石渠5.6 级地震序列为前震—主震—余震型地震序列。

3 石渠5.6 级地震前异常特征

在地震活动方面,石渠地震序列的前震构成前兆震群,震中附近存在Wq值异常。对于地球物理观测异常,在震中300 km 范围内,震前共出现8 项异常,其中形变5 项,电磁3 项,集中分布在震中东南部200—300 km 范围内(图8)。

图7 石渠5.6 级地震序列的b 值(a)和h 值(b)Fig.7 The b-value (a) and h-value (b) of the Shiqu MS5.6 earthquake sequence

图8 石渠5.6 级地震震中周边地球物理观测台站及异常测项分布Fig.8 The distribution of geophysical observation stations and anomalies before the Shiqu MS5.6 earthquake

3.1 地震活动异常

(1)前兆震群。石渠地震序列前震有32 次ML≥1.0 地震,其中1 月23 日发生了石渠ML4.8 和ML4.3 地震,震级差为ML0.5,且当日ML≥1.0 地震频次达10 次,符合震群定义(孙其政等,1997)标准,构成震群,其U、K、ρ、b、h 值分别为0.000 7、0.287 5、0.288、0.51±0.21、1.65。参照前兆震群判定的单指标,若U、K、ρ、b、h 值满足U >0.5、K >0.7、ρ <0.55、b >0.65、h <1.0 中的一项,则震群为前兆震群(孙其政等,1997)。因此,石渠5.6 级地震序列的前震活动为前兆震群,按照预测规则,在前兆震群发生后1—2 年内,400—500 km 范围内具有发生5 级以上地震的危险性。前震震群预测震级的经验关系式(孙其政等,1997)为

式中,ML主为预测地震的ML震级(主震),ML群为震群中除主震外的最大地震的ML震级。将石渠5.6 级地震的前兆震群最大地震震级代入式(1),则其主震预测震级为ML5.94±0.23,与实际发生的石渠5.6 级地震ML震级(ML5.9)基本一致。

由图7 可知,石渠地震序列活动的b 值为0.84 ± 0.06。前震发生前,即1970 年1 月1 日至2019 年12 月31 日,研究区b 值为0.60±0.11,而在前震活动期间,即2020 年1 月1 日至2020 年3 月31 日,研究区b 值为0.51 ± 0.21,结果见图9。对比可知,前震活动b 值较小(图7,图9),与前人研究结果一致(Helmstetter et al,2003a;Huang et al,2020)。按照Gulia 等(2019)提出的前震实时判定的红绿灯信号(FTLS)规则,石渠地震序列前震活动的b 值小于背景b 值的90%(0.54),属于红色信号,表明在石渠5.6级地震发生前,研究区的地震活动已显示出后续存在发生更大地震的风险。

图9 石渠5.6 级地震发生前余震区的b 值(a) 1970 年1 月1 日至2019 年12 月31 日;(b) 2020 年1 月1 日至2020 年3 月31 日Fig.9 The b-value of the events before the mainshock in the aftershock area of the Shiqu MS5.6 earthquake

(2)Wq值异常。王炜等(2000)提出,将常用的8 个地震学预测参数b、η、A(b)、Mf、C、D、Cn、Dt及当前值与其前2 个相邻时段的差值,作为BP 神经网络的输入,计算Wq值,用于表征计算区是否为未来中强地震的中短期异常区,并进行地震预测。Wq值约为1,表示计算区出现异常,未来中短期内将有中强地震发生;Wq值在0 值上下波动,说明计算区为非异常区。2019 年10 月底的Wq计算结果显示,青海称多至四川石渠存在小范围异常区,石渠5.6 级地震则发生在该异常区东侧(图10)。

图10 基于Wq值方法预测的2020 年全国地震危险区域及石渠5.6 级地震震中示意Fig.10 The predicted dangerous area in 2020 based on the Wqmethod and the epicenter of the Shiqu MS5.6 earthquake

3.2 地球物理观测异常

(1)侏倭(1 ←3)和(2 ←3)测距。侏倭场地2017 年优化改造后,于2018 年1 月起开始观测,测量周期为每月1 期,测距变化时序曲线见图11。由图11 可见,与2018 年12 月相比,该场地1 ←3、2 ←3 测边2019 年1—2 月同时出现快速上升变化,变化量分别为2.80 mm 和2.73 mm;2020 年1 月,1 ←3、2 ←3 测边再次出现短期上升变化;相对于2019 年12 月,自2020 年2 月开始,2 条测边测距上升变化量均为1.16 mm,小于2019 年1—2 月的上升变化。后续观测曲线显示,2 条测边在石渠5.6 级地震发生后未出现显著的同震变化,且依然处于上升状态,显示异常仍在持续,非此次石渠地震异常。

图11 侏倭跨断层基线1 ←3/2 ←3 测边变化时序曲线Fig.11 The variation time series curve of Zhuwo cross-fault baseline 1 ←3/2 ←3

(2)虚墟(B ←A)测距。虚墟场地自1980 年观测以来,每月测量1 期,观测曲线见图12。由图12 可见,在2013 年芦山7.0 级地震前,场地B ←A 测边出现显著的快速压性变化,即相比于2012 年9 月,2013 年1 月曲线变化量达3.69 mm。虽然虚墟(B ←A)测距的观测断层与芦山地震的发震断层不同,但同属巴颜喀拉块体边界,相互之间存在关联。因此,2013 年虚墟(B ←A)测距的异常变化可以认为是芦山地震的震前异常(苏琴等,2017)。与2016 年7 月观测曲线相比,8 月出现较大幅度上升变化,变化量达到2.31 mm,9 月出现快速转折下降,在下降过程中于2016 年9 月23 日发生理塘5.1 级地震(距测量场地约175 km)。2016 年9 月后至投稿日,观测曲线处于高值状态,且持续波动变化,在石渠5.6 级地震发生前,未出现上述震例的变化特征,无显著异常,且目前观测曲线的趋势异常变化仍在持续。

图12 虚墟跨断层基线B ←A 测边变化时序曲线Fig.12 The variation time series curve of Xuxu cross-fault baseline B ←A

(3)虾拉沱(C ←A)测距。虾拉沱C ←A 测边曲线常年呈持续张性状态,2015 年起张性趋势有所减缓,2016—2019 年由拉张上升趋势转折为波动下降趋势,表明断层活动性质发生改变。2020 年以来,测距曲线有所上升(图13),但在石渠5.6 级地震前未出现显著异常变化,目前趋势异常仍在持续,表明该异常与石渠5.6 级地震关联性不明确。

图13 虾拉沱跨断层基线C ←A 测边变化时序曲线Fig.13 The variation time series curve of Xialatuo cross-fault baseline C ←A

(4)恰叫(2 ←1)水平蠕变。在2008 年汶川8.0 级地震发生后,恰叫2 ←1 测边水平蠕变年变化幅度明显加大,年活动速率有所增强。2012 年观测曲线出现高值变化,2013 年芦山地震后无明显变化。2013 年下半年,曲线出现破年变,并持续上升,最大幅度为1.15 mm。2016—2018 年,断层活动速率有所降低,恢复到2012 年前的变化状态,年变幅度则较2008 年前有所增大。石渠5.6 级地震前该测边未出现显著异常变化,目前趋势异常仍在持续(图14),表明该异常与石渠5.6 级地震关联性不明确。

图14 恰叫水平蠕变2 ←1 测边变化时序曲线Fig.14 The variation time series curve of Qiajiao creep 2 ←1

(5)地磁加卸载响应比。2020 年5 月,全国电磁学科年中会商会提出,应密切关注2019 年12 月4 日出现的地磁加卸载响应比异常测项。2019 年12 月4 日地磁加卸载响应比异常见图15,图中红色虚线为加卸载响应比值为3.0 的阈值线,可见异常阈值线经南北地震带中部、西北和新疆地区,两侧附近区域为预测发震区,其优势区位于异常线曲率变化较大段,即陕甘川交界附近地区(图中灰色阴影区),据戴苗等(2017)的研究,推测发震时间为异常后9 个月内,预测震级约为5.5,而之后半年内,在预测区即发生2019 年12 月18 日资中5.2 级、2020 年2 月3 日成青白江5.1 级地震及此次石渠5.6 级地震。需要说明的是,在陕甘川交界优势预测发震区内尚未发生预期震级的地震,故该区异常仍需继续跟踪。

(6)地磁逐日比。2020 年5 月,全国电磁学科年中会商会提出,应密切关注2020 年2 月5 日出现的地磁逐日比异常测项。2020 年2 月5 日地磁逐日比异常见图16,图中红色虚线为逐日比值为3.0 的阈值线,可见阈值线经甘青、四川和江苏沿海3 个地区,两侧附近区域为预测发震区,据倪晓寅等(2017)的研究,预测发震时间为异常后9 个月内,预测震级为西部地区约6 级,东部地区约4.5 级。此次石渠5.6 级地震即发生在预测发震区内,地震三要素和异常预测意见较为一致,可见该异常为此次地震的震前异常。

(7)地电场优势方位角。2019 年11 月,全国电磁学科年度会商会提出青海大武地电场优势方位角异常测项。2017—2020 年大武地电场优势方位角异常变化见图17。由图17 可见,2019 年7 月以来,大武地电场优势方位角出现显著的中间值跳跃突变特征,变化约90°,这种变化可能体现了孕震过程中应力变化导致的岩体裂隙的结构变化(谭大诚等,2019)。依据地电场地震预测指标,2020 年度在大武地电台站周边300 km 范围内存在发生6 级左右地震的可能。此次石渠5.6 级地震即发生在预测区内,震中距离大武地电台201 km,符合异常预测指标,认为大武地电场优势方位角异常为此次石渠地震的震前异常。

图15 2019 年12 月4 日地磁加卸载响应比异常Fig.15 The anomaly of geomagnetic loading/unloading response ratio on December 4,2019

图16 2020 年2 月5 日地磁逐日比异常Fig.16 The anomaly of daily ratio of geomagnetic daily variation amplitude on February 5,2020

图17 大武地电场优势方位角异常Fig.17 The anomaly of the dominant azimuth of the Dawu geoelectric field

4 讨论与结论

4.1 讨论

2020 年石渠5.6 级地震发生前地震活动和地球物理观测异常偏少,但震前2 个月左右出现明显的前震活动。前震作为大震前的一种前兆性地震活动现象,对于地震的短期预测和地震起始过程的深入理解意义重大。前震、主震和余震的地震学特征没有明显差别,现阶段尚无明确的识别规则(Helmstetter et al,2003b),因此针对前震活动特征进行研究时,不同学者得出不同甚至相反的结论。例如,Trugman 等(2019)分析了2008—2017 年4 级以上地震的前震活动特征,结果显示,前震的持续时间在几天到几星期,均值为16.6 天,且认为72%的地震在发生前存在前震;van den Ende 等(2020)采用不同方法重复了Trugman 等(2019)的研究,结果显示仅有18%的主震在发生前存在前震。

目前,有2 种物理机制模型用以解释前震现象,即震前滑动模型和串联激发模型。在震前滑动模型中,断层的无震滑动引起前震的发生,而在串联激发模型中,前一个地震应力转移,进而触发后一个地震,从而产生前震活动(Vidale et al,2001)。2 个模型均表明前震与大震孕育过程相关,且应在主震断层附近,距离主震震中较近。因此,本研究限定前震的空间范围为主震的余震区,而时间范围的选择则与前人定义(Helmstetter et al,2003b)一致,即以震前地震频次明显高于背景地震发生率的时刻作为前震活动的开始时刻。

对于前震活动,目前比较统一的认识是,地震频次满足反大森公式(Helmstetter et al,2003a)。而石渠5.6 级地震的前震,未出现频次逐渐增大直至主震发生的现象,反而出现类似余震序列演化的特征。由石渠5.6 级地震序列的b 值变化可知,前震b 值小于余震序列的b 值,与前人认识一致(Helmstetter et al,2003a)。从未来地震危险性评估角度看,由于目前前震的识别依赖于主震的确定,因此分析前震无法进行地震危险性的有效评估,仅对震后回溯研究有意义。Gulia 等(2019)通过研究58 个6 级地震序列,提出FTLS 信号规则,显示在主震发生前,可以实时分析地震活动,并判断其是否为前震。石渠5.6 级地震序列主震发生前地震的FTLS 信号为红色,且其活动范围集中在主震的余震区,可见该地震序列为满足FTLS 信号规则较典型的震例。此外,石渠5.6 级地震前兆震群的分析显示,前兆震群的规则可以约束未来较大地震的震级,因此对于区域活跃的震群,结合FTLS 信号规则和前兆震群分析,可更好地评估区域未来地震危险性。

4.2 结论

2020 年石渠5.6 级地震发生在巴颜喀拉块体东南部,震中位于五道梁—长沙贡玛断裂带,是一次走滑型地震。在震中50 km 范围内,1900 年以来未发生5.0 级以上地震,是中强地震不活跃地区的一次地震活动。而主震前后地震活动特征和序列h 值、b 值则显示,此次石渠地震为前震—主震—余震型地震序列。通过对石渠5.6 级地震发生前后地震活动以及地震物理观测异常的梳理和分析,可以得到以下认识。

(1)利用前兆震群可对区域地震危险性进行评估,并可利用经验关系估计预测地震的震级。对于石渠5.6 级地震,主震发生前的地震构成前兆震群,按照经验关系,预测震级为ML5.94 ± 0.23,与实际发生的石渠主震震级(ML5.9)一致。

(2)对于地震频次明显高于背景地震的弱震区,可通过实时分析高频时段与背景时段b 值大小的相对变化,结合FTLS 信号规则,初步判断后续地震的危险性。如本次石渠5.6级地震发生在弱震区,主震发生前存在明显的地震活跃现象,利用b 值进行判断,显示活跃地震属于FTLS 信号规则中的红色信号,应为未来较大地震的前震,依据前震与主震的时间间隔和震级关系,可以给出区域未来地震危险性。

(3)利用序列参数h 值和b 值可以有效评估序列的余震活动水平。对本次石渠地震序列,可由h 值判断后续地震的活动水平,因而确定最大余震震级范围为ML3.5—5.3,并利用b 值估计最大余震震级为ML4.4,与实际发生的最大余震震级ML4.1 基本一致。同时,从b 值出发,利用G—R 拟合关系与实际震级—频度曲线,可进一步分析不同震级余震的缺失情况。

(4)历史弱震区的地震活动异常通常较少且不显著,若有效确定和分析区域内及附近地区的地球物理观测异常,则可综合评估区域地震危险性。对于石渠5.6 级地震,依据主震震前地磁加卸载响应比、地磁逐日比和地电场优势方位角异常,可在震前判定震中区域存在发生中强地震的危险,并及时采取相应的减灾防震措施。

本文撰写得到王海涛研究员和刘杰研究员的指导和鼓励,蒋海昆研究员、晏锐研究员、孟令媛研究员和闫伟高级工程师给予诸多帮助和建议,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地震预报部同事的辛苦工作,一并表示衷心感谢。

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