云南盈江MS6.1地震前兆异常特征分析
李琼 付虹 钱晓东
摘要：通过对2014年5月30日盈江MS6.1地震前距离震中450km范围内所有前兆观测资料进行分析，提取震前异常，总结异常特征。研究结果表明：前兆异常在时间上具有阶段性特征，中、短期阶段，震前1年左右异常数量开始增加：短临阶段，震前1～2月异常数量增加、速率加大，同时有部分前兆趋势异常出现转折结束。前兆异常在空间上比较分散，但距离震中200km范围内的异常数量比例比震中距200～450km范围内的大。水温、流量、水氡、气汞测项的映震效果最好。
关键词：盈江MS6.1地震；前兆异常；时空演化特征
中图分类号：P315.72 文献标识码：A 文章编号：1000-0666（2016）02-0207-08
0 前言
地震能否预测一度引起国际性的争论（Wyss，1997）。2003年9月，在日本北部的十胜-大木8.0级大地震发生前，分布在日本群岛各地的1224个全球定位系统（GPS）台站和约1000台地震仪没有观测到任何地震前兆现象（Cyranoski，2004a），2004年10月，在美国帕克菲尔德地震前，也未获得十分可信的具有预报意义的前兆观测数据（cymnos-ki-2004b）。但是我国的地震预测工作仍在不断发展中，长、中、短、临预测都得到了有成效的进展（付虹等，2013；苏有锦，2004）。
大震发生前，前兆异常在时、空上普遍存在非均匀分布特征，在地震孕育进入短临阶段，前兆群体变化一反长期相对稳定的趋势发展出现转折、突变、加速，同时出现异常种类增加（梅世蓉等，1993）。一次破坏性地震发生前常伴随着较大区域多组构造、活动断层的应力水平增加，与此相关的前兆现象更多的是群体现象，因此以群体前兆异常作为地震前兆更为合理（林辉等，2004）。地震是一个小概率事件，在以经验预报为主的初级阶段，震例总结是获得前兆特征认识和积累地震预测经验的重要途径（张立，2013）。为此，很多地震学者在地震前兆异常特征研究方面做了大量工作，得到许多有意义的结果（付虹等，1997a，b，2007，2008；赵慈平，2002；李琼等，2014；陈立德，罗平，1997；钱晓东等，2012）。2014年5月24日4时49分，在盈江县境内（25.0°N，97.8°E）发生MS5.6地震，5月30日9时20分，在同一地点再次发生MS6.1地震，这是盈江县境内历史上发生的最大地震。本文选用距离盈江MS6.1地震震中450km范围内的前兆观测项目，全面分析该地震震前异常，归纳、总结前兆异常的时空演化特征，为进一步认识强震的孕育、发生过程积累震例资料。
1 前兆观测资料选取和异常分析
1.1 资料选取
按照索波列夫（1991）给出的应力应变影响最大范围公式R=100.433M进行计算，得到盈江MS6.1地震的最大应力应变影响范围可以达到距离震中438km范围内。因此笔者选用距离震中450km范围内所有数字化及模拟前兆观测资料，对其进行全面扫描、深入清理。研究结果表明，震前所有前兆观测手段均出现异常变化，共有17个测点35个测项。图1为盈江MS6.1地震震中及异常观测点分布图。
1.2 异常分析结果
对出现异常的观测项目，逐条标记异常起始时间和结束时间，测量震中至测点的距离，统计异常开始和异常结束至地震发生的间隔时间，并将统计结果列于表1，图2为部分前兆异常曲线时间进程图。
震前共有8个观测点的17项水化学观测项目出现异常，12个观测点的14项水物理观测项目出现异常，电场、定点形变异常较少，仅有2个观测点4项观测项目出现异常，形变异常仅有1项（表1）。
2 前兆异常特征分析
2.1 时间变化特征
前兆异常月频次统计图（图3）显示，最先出现异常的是水物理测项，但是仅有1项，震前12个月异常项数逐步递增，地震当月异常密集出现，之后部分异常转折结束：水化学异常在震前4个月迅速增多，地震当月部分异常转折，异常项数突然减少：磁电、形变异常出现最晚，在震前4个月，地震当月数量最多，临震有部分异常转折结束。从总异常项数看，异常的出现在时间上具有明显的阶段性，前期呈稳定的缓增趋势，震前3个月，种类增多，项数以每月4项左右的速度快速增加，地震当月达到最大值，之后有部分异常转折结束，紧接着发生地震。
2.2 空间演化特征
从前兆异常时空演化进程图（图4）看，地震前距离震中200km范围内有7个测点20项测项出现异常，距离震中200～400km范围内有10个测点15项测项出现异常，表示震中附近单个测点的群体异常特点较显著。地震发生前5个月，异常项数急剧增多，且较均匀的分布在距离震中0～400km空间范围内，表明出现大面积的前兆群体突变异常，可能是区域应力水平增强的结果，在这种应力状态下有利于强震的发生，这与鲁甸6.5级地震的前兆异常特点类似（付虹等，2014）。
2.3 不同测项映震特征
依据震例总结规范（张肇诚等，2013），距离震中300km范围内共有19个前兆观测点，188个测项，地震前有29个测项出现异常。距离震中100km范围内异常项数占观测总数的27%，100～200km为15%，200～300km为11%（表2）。
3 结论和讨论
盈江地震前，水温、流量、水氡、气汞的映震效果好，越靠近震中，异常越显著。形变、磁电测项最多，震前异常并不显著，可能是由测点稀少，分布不均，观测质量不好造成的。腾冲、龙陵、保山观测点出现多手段、不同测项间的准同步、群体性综合异常变化。因此，加密测点、增加测项、提高观测质量，进行多测点、多测项的综合分析可以有效地提高地震监测预报能力（杨竹转等，2007；刘耀炜等，2004；车用太等，1996）。
盈江地震前的中、短期阶段（陈棋福等，2002），磁电、形变观测手段出现异常，流体异常项数呈稳步缓增趋势。短期阶段，所有观测手段均有不同程度的前兆异常出现，数量上快速增长，地震当月达到最大值，紧接着部分异常转折结束，异常数量锐减。前兆异常项数在时间进程上的阶段性演化特点，是判断发震时间的有效资料。
前兆观测异常的空间分布特征显示，距离震中200km似乎是个分界点，距离震中200km范围内的异常观测点比200km范围外少，但是异常项数反而多，说明靠近震中区单个测点的群体异常特点相对明显。震前5个月，异常项数快速增多，且在空间上分布比较均匀，表明前兆观测异常是监视区域地壳应力增强作用下地壳介质产生应变和应力集中并达到一定量的结果和传递出的信息，异常项数和应力集中点数与区域应力强度成正相关（陈立德，付虹，2008）。
前兆异常数量一方面显著增加，另一方面又有部分异常结束出现转折是盈江地震进入临震阶段的显著特征，这一特征可以为地震进入短临阶段的判断提供依据。
摘要：通过对2014年5月30日盈江MS6.1地震前距离震中450km范围内所有前兆观测资料进行分析，提取震前异常，总结异常特征。研究结果表明：前兆异常在时间上具有阶段性特征，中、短期阶段，震前1年左右异常数量开始增加：短临阶段，震前1～2月异常数量增加、速率加大，同时有部分前兆趋势异常出现转折结束。前兆异常在空间上比较分散，但距离震中200km范围内的异常数量比例比震中距200～450km范围内的大。水温、流量、水氡、气汞测项的映震效果最好。
关键词：盈江MS6.1地震；前兆异常；时空演化特征
中图分类号：P315.72 文献标识码：A 文章编号：1000-0666（2016）02-0207-08
0 前言
地震能否预测一度引起国际性的争论（Wyss，1997）。2003年9月，在日本北部的十胜-大木8.0级大地震发生前，分布在日本群岛各地的1224个全球定位系统（GPS）台站和约1000台地震仪没有观测到任何地震前兆现象（Cyranoski，2004a），2004年10月，在美国帕克菲尔德地震前，也未获得十分可信的具有预报意义的前兆观测数据（cymnos-ki-2004b）。但是我国的地震预测工作仍在不断发展中，长、中、短、临预测都得到了有成效的进展（付虹等，2013；苏有锦，2004）。
大震发生前，前兆异常在时、空上普遍存在非均匀分布特征，在地震孕育进入短临阶段，前兆群体变化一反长期相对稳定的趋势发展出现转折、突变、加速，同时出现异常种类增加（梅世蓉等，1993）。一次破坏性地震发生前常伴随着较大区域多组构造、活动断层的应力水平增加，与此相关的前兆现象更多的是群体现象，因此以群体前兆异常作为地震前兆更为合理（林辉等，2004）。地震是一个小概率事件，在以经验预报为主的初级阶段，震例总结是获得前兆特征认识和积累地震预测经验的重要途径（张立，2013）。为此，很多地震学者在地震前兆异常特征研究方面做了大量工作，得到许多有意义的结果（付虹等，1997a，b，2007，2008；赵慈平，2002；李琼等，2014；陈立德，罗平，1997；钱晓东等，2012）。2014年5月24日4时49分，在盈江县境内（25.0°N，97.8°E）发生MS5.6地震，5月30日9时20分，在同一地点再次发生MS6.1地震，这是盈江县境内历史上发生的最大地震。本文选用距离盈江MS6.1地震震中450km范围内的前兆观测项目，全面分析该地震震前异常，归纳、总结前兆异常的时空演化特征，为进一步认识强震的孕育、发生过程积累震例资料。
1 前兆观测资料选取和异常分析
1.1 资料选取
按照索波列夫（1991）给出的应力应变影响最大范围公式R=100.433M进行计算，得到盈江MS6.1地震的最大应力应变影响范围可以达到距离震中438km范围内。因此笔者选用距离震中450km范围内所有数字化及模拟前兆观测资料，对其进行全面扫描、深入清理。研究结果表明，震前所有前兆观测手段均出现异常变化，共有17个测点35个测项。图1为盈江MS6.1地震震中及异常观测点分布图。
1.2 异常分析结果
对出现异常的观测项目，逐条标记异常起始时间和结束时间，测量震中至测点的距离，统计异常开始和异常结束至地震发生的间隔时间，并将统计结果列于表1，图2为部分前兆异常曲线时间进程图。
震前共有8个观测点的17项水化学观测项目出现异常，12个观测点的14项水物理观测项目出现异常，电场、定点形变异常较少，仅有2个观测点4项观测项目出现异常，形变异常仅有1项（表1）。
2 前兆异常特征分析
2.1 时间变化特征
前兆异常月频次统计图（图3）显示，最先出现异常的是水物理测项，但是仅有1项，震前12个月异常项数逐步递增，地震当月异常密集出现，之后部分异常转折结束：水化学异常在震前4个月迅速增多，地震当月部分异常转折，异常项数突然减少：磁电、形变异常出现最晚，在震前4个月，地震当月数量最多，临震有部分异常转折结束。从总异常项数看，异常的出现在时间上具有明显的阶段性，前期呈稳定的缓增趋势，震前3个月，种类增多，项数以每月4项左右的速度快速增加，地震当月达到最大值，之后有部分异常转折结束，紧接着发生地震。
2.2 空间演化特征
从前兆异常时空演化进程图（图4）看，地震前距离震中200km范围内有7个测点20项测项出现异常，距离震中200～400km范围内有10个测点15项测项出现异常，表示震中附近单个测点的群体异常特点较显著。地震发生前5个月，异常项数急剧增多，且较均匀的分布在距离震中0～400km空间范围内，表明出现大面积的前兆群体突变异常，可能是区域应力水平增强的结果，在这种应力状态下有利于强震的发生，这与鲁甸6.5级地震的前兆异常特点类似（付虹等，2014）。
2.3 不同测项映震特征
依据震例总结规范（张肇诚等，2013），距离震中300km范围内共有19个前兆观测点，188个测项，地震前有29个测项出现异常。距离震中100km范围内异常项数占观测总数的27%，100～200km为15%，200～300km为11%（表2）。
3 结论和讨论
盈江地震前，水温、流量、水氡、气汞的映震效果好，越靠近震中，异常越显著。形变、磁电测项最多，震前异常并不显著，可能是由测点稀少，分布不均，观测质量不好造成的。腾冲、龙陵、保山观测点出现多手段、不同测项间的准同步、群体性综合异常变化。因此，加密测点、增加测项、提高观测质量，进行多测点、多测项的综合分析可以有效地提高地震监测预报能力（杨竹转等，2007；刘耀炜等，2004；车用太等，1996）。
盈江地震前的中、短期阶段（陈棋福等，2002），磁电、形变观测手段出现异常，流体异常项数呈稳步缓增趋势。短期阶段，所有观测手段均有不同程度的前兆异常出现，数量上快速增长，地震当月达到最大值，紧接着部分异常转折结束，异常数量锐减。前兆异常项数在时间进程上的阶段性演化特点，是判断发震时间的有效资料。
前兆观测异常的空间分布特征显示，距离震中200km似乎是个分界点，距离震中200km范围内的异常观测点比200km范围外少，但是异常项数反而多，说明靠近震中区单个测点的群体异常特点相对明显。震前5个月，异常项数快速增多，且在空间上分布比较均匀，表明前兆观测异常是监视区域地壳应力增强作用下地壳介质产生应变和应力集中并达到一定量的结果和传递出的信息，异常项数和应力集中点数与区域应力强度成正相关（陈立德，付虹，2008）。
前兆异常数量一方面显著增加，另一方面又有部分异常结束出现转折是盈江地震进入临震阶段的显著特征，这一特征可以为地震进入短临阶段的判断提供依据。
