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标题 2014年云南盈江6.1级地震宏观异常及其与构造关联性讨论
范文 张艳凤 常祖峰 彭永中 张亚宏



摘要：2014年云南盈江6.1级地震发生前，在震中及其附近地区约208km范围内出现高温泉水井喷（高压喷射泥砂），地下水翻花冒泡、发浑、变色、水量增大，动物习性异常等宏观异常现象，宏观异常最早出现时间为震前150d，最晚为震前2d。这些宏观异常表现出较明显的阶段性，同时呈现出逐渐向震中迁移、靠拢的趋势。几乎所有宏观异常均发生在活动断裂的端部、几组断裂汇而不交的构造部位或是构造盆地内，与构造有着高度的一致性和密切关联性。
关键词：盈江6.1级地震；宏观异常；地下水；活动断裂
中图分类号：P315.75 文獻标识码：A 文章编号：1000-0666（2018）01-0148-09
0引言
“月晕而风，础润而雨”，任何自然现象发生前都会出现或多或少、各种各样的征兆，地震亦然。大量震例表明，在大震前，震中及其周边地区往往会出现动物习性、地下水、地下气体、地光、地声、气候等各种宏观异常现象。据统计，1975年海城7.3级、1976年龙陵7.4级、1976年唐山7.8级、1976年松潘7.2级、2008年汶川8.0级、2008年新疆玉田7.3级等地震前都出现了大量的宏观异常现象（朱凤鸣，吴戈，1982；陈非比等，1979；陈立德，赵维城，1979；朱皆佐，江在雄，1978；祝哗，李荣安，1983；高小其等，2009，2015；许敦煌，2010；张小涛等，2009）。在我国近4000年的历史文献中，也有十分丰富的地震宏观异常记载（车用太等，2012）。
据不完全统计，出现丰富宏观异常现象的地震震级往往大于7.0级，一般震级越大，宏观异常的范围越大，异常的种类也越多（安徽省地震局，1978；国家地震局预测预防司，1997；付虹等，2003）。但也有一些6级左右的中强地震，如张北一尚义6.2级地震和云南施甸5.9级地震等，同样在震前会出现一些地震宏观异常现象（刘五洲等，1998；付虹等，2003）。2014年鲁甸6.5级地震前，也出现了地下水、动物习性等宏观异常现象。虽然这些中强地震的宏观异常范围和强度不够大，但却有着与大地震相似的特征，具有重要的映震效应和指示意义。在我国地震预测实践中，如1975年辽宁海城、1976年四川松潘等地震的临震成功预报，宏观异常在预测中都起到了十分重要的作用。在当前地震科技发展水平下，地震宏观异常监测可作为地震可操作预报的一种重要途径。所以，有必要加强一些中强地震宏观异常现象的收集、分析和典型案例研究，以期获得有关宏观异常分布特征及其与构造关联的规律性认识，以便更好地为地震短临预报提供有价值的借鉴经验和参考依据。
2014年5月30日，云南盈江6.1级地震发生前，在震中及其周边地区较大范围内出现地下水、动物习性等异常现象。根据云南省内宏观异常出现的实际情况及周边地震活动情况，并参考中国历史地震震例，本文结合该地区活动构造分布，重点探讨宏观异常的时空分布特征、迁移特性，尤其是它们与构造间的相互关系。
1 区域构造背景
如图1所示，震中及其周边地区发育的断裂主要有近SN向那邦断裂（F1）、苏典断裂（F2）、腾冲断裂（F3）和NE向大盈江断裂（Fa）、瓦德龙断裂（F5）、龙陵—瑞丽断裂（F6）等。近NS向断裂以右旋走滑为主，而NE向断裂则以左旋走滑为主，它们均是晚第四纪以来的活动断裂，震中附近展布的NNE向卡场—大竹寨断裂局部段落在晚第四纪也有活动迹象。现将主要断裂的活动特征简述如下。
那邦断裂是一条韧性剪切带，走向近SN，总长约120km。该断裂带东起昔马—铜壁关一线，西至缅甸境内的上新世盆地东沿，是缅甸境内著名的Mogok带的东缘组成部分。主要发育在高黎贡山群中高级变质岩岩体内，岩体变质程度较高，片麻理发育，片麻理走向多与断裂走向一致。沿那邦断裂为一地形斜坡陡变带，西侧夷平面高度800～1400m，东侧夷平面高度1700～2200m，断裂带东西两侧相差800～900m。在卫星影像上沿该断裂表现为清晰的线性特征，延续性较好。石竹河—带表现为平直的线性槽谷，形成切割很深的“V”字型线性河谷，断层槽地内发育平直而新鲜的线性挤压山脊，表现出较强的活动性。
苏典断裂北起缅甸境内撒旦一带，向南进入中国境内后，经腊马河、苏典、黄草坝、大寨后，没于盈江盆地北东缘，总长90km。第四纪以来该断裂新活动明显，主要表现在：（1）卫星影像上，沿断裂表现为平直的线性特征：（2）沿断裂发育苏典、勐典、黄草坝、陇中等多个串珠状第四纪盆地，苏典盆地和陇中盆地呈狭长型沿断裂发育；（3）断裂对腊马河、盏达河的发育具有明显的控制作用。这些地貌现象都指示了该断裂晚第四纪以来有活动迹象，沿该断裂曾发生2008年苏典—勐弄5.0和5.9级2次中强地震。
腾冲断裂北起缅甸拖角之北，由棋盘石北延人云南省内，向南经瑞滇、固东、和顺盆地，止于腾冲以南，长约120km。沿该断裂带多发育断陷盆地与火山岩熔地貌，其大部被第四系沉积与火山岩所覆盖，航、卫片上的线性构造特征清晰。该断裂第四纪以来活动强烈，主要表现在沿断裂带强烈的火山喷发形成呈线性排列的火山口、火山锥与高温沸泉、气泉。沿断裂带地震活动强烈，自1512年有地震记载以来，共发生5级以上地震24次，最强为1577年腾冲6级地震。该断裂是一条至今仍在活动的全新世活动断裂。
大盈江断裂北端始于腾冲以西，沿梁河盆地和盈江盆地南东缘延伸，经曼线街、芭蕉寨、西帕河，止于缅甸八莫盆地东缘，全长约140km，总体走向50°，倾向NW，倾角约70°。新生代以来，该断裂严格地控制了盈江、梁河等新生代盆地的发育。晚第四纪以来，该断裂表现为明显的水平左旋走滑运动特征（Socquet，Pubellier，2005；Morley，2007；Nielsen et al，2004），其最新活动时代为全新世（常祖峰等，2011；虢顺民等，2002）。沿线断层陡坎、水系断错等断层地貌十分发育，上贯弄附近冲沟Ⅰ阶地被左旋断错10m。全新世以来，其水平滑动速率2.7～3.5mm/a（常祖峰等，2011，虢顺民等，2002）。在断裂附近曾发生2011年盈江5.8级地震。
瓦德龙断裂呈北东向延伸，倾向北西。其北端始于梁河附近，经曼东盆地、陇川盆地，延人缅甸境内，中国境内长度近百千米。在航、卫片上线性特征清晰，呈直线状延伸。断裂控制着陇川和户撒等第四纪盆地的分布及发展演化，盆地均呈狭长型北东走向分布。陇川盆地边缘有数十条水系出现极为明显的左旋同步扭动，扭距在数十米至1000m以上，是一条晚第四纪活动断裂。
龙陵一瑞丽断裂西南起于缅甸抹谷以北的莫洛一带，向东经南坎、瑞丽、遮放、三台山到芒市新桥，向北东延至龙陵县城后逐渐与近南北走向的怒江断裂交汇，走向50°左右，全长约370km。该断裂是腾冲块體与保山块体的分界线，对古生代、中生代乃至新生代的地层和新生代盆地发育有着明显的控制作用。它由一组斜列的NE向断裂组成，在阶区多形成拉分盆地，如瑞丽盆地、潞西盆地、仙蚌盆地等，盆地内新生界厚度达1500m。在卫星影象上线性特征明显，沿断裂多有温泉分布。地貌上，沿断裂主要表现为水系左旋同步位错及断层陡坎等，水系位错量可分为200～500m、100m左右及小于30m这3组，显示了它在第四纪不同阶段的位错量。根据水系位错推算断裂全新世水平滑动速率2.2～2.8mm/a。在断裂北东端曾发生1976年龙陵7.3级和7.4级双震（常祖峰等，2012）。
卡场一大竹寨断裂位于震中附近，为2014年盈江6.1级地震的发震构造。该断裂南起昔马盆地西缘，经三岔河、奔龙库、卡场、黑河、大竹寨，止于苏典断裂，全长约45km，断裂倾向NW，倾角70°。在卫星影像上，断裂南段和北段线性特征较为清晰，中段（卡场至大竹寨）有一定程度的线性显示。该断裂对昔马第四纪盆地西缘有明显控制作用，昔马盆地至三岔河—线表现为平直的线性断层槽地。
2 宏观异常现象
2.1 腾冲县清水河村白石岩泉水变色、浑浊
2014年1月15日，腾冲县防震减灾局接到界头乡清水河村白石岩泉水发浑的信息。经现场调查，白石岩泉水出水口位于界头乡清水河村与曲石乡箐桥村交界处（25.28°N，98.57°E），为石灰岩岩溶水，出水口从一陡峭山崖下几块岩石裂隙中流出，水流量较大，形成一条小河。该水源为铁冒山矿区和附近几个自然村寨农户的饮用水。经与村民了解，该龙洞水多年清澈见底，基本未出现过发浑现象。自2013年12月30日起，发现水发浑，已有17d。经现场查看，水色十分浑浊，呈红泥浆色（图2a，b）。腾冲县防震减灾局初步分析认为，白石岩岩溶水发浑可能与地下异常变化有关。
2.2 镇康县白岩村塘铁寨溶洞气雾
2014年1月20日，镇康县地震局接到南伞镇白岩村塘铁寨自然村民报告，称塘铁寨一个溶洞有白色气雾断续向外涌出，并带有热气，异常现象已出现2～3d。塘铁寨溶洞洞口高2m，宽0.5m，呈狭长型，为沿断裂形成的构造性溶洞（23.77°N，98.77°E）。根据镇康县地震局现场调查，气雾不断从洞口涌出，呈乳白色，没有闻到刺鼻的味道，洞口有风吹出，温度35℃左右（图2c，d）。我们对周围环境和作业施工单位进行了解，都与此现象无关。经与村民核实，此异常出现时间为2014年1月17日或18日。
2.3 永平县程家村地下水发浑、水量增大
2014年1月31日，永平县程家村宏观联络员报告程家村宏观观测点地下水发浑，呈米汤色，水量增大，异常地点位于（25.53°N，E99.51°E），水量增大持续1d。经初步分析，认为可能原因有2种：一是可能由气候转变引起；二是可能与地下应力变化有关。但根据季节分析，当时正处于干旱的冬季，没有大量降水，水量增大可能与地壳应力变动密切。
2.4 梁河县与腾冲县交界荷花热水塘温泉宏观异常
2.4.1 荷花热水塘温泉喷砂、冒水、变浑
2014年3月8日，梁河县防震减灾局接到报告，称梁河县与腾冲县交界处囊宋乡荷花温泉（图1中场点，地理位置（24.91°N，98.38°E）），出现冒浑水现象。经现场调查和询问相关人员，泉眼出水口大概于3月7日深夜开始出现发浑现象，因发生于深夜未被及时发现，直至3月8日开始呈减弱趋势后才被发现。经现场勘查，泉眼出水口依然在向外涌出灰黄色泉水，泉水浑浊，且伴有一定数量的泥砂从水口喷出，喷溅后有沉淀堆积迹象（图3a，b），而观景水塘中的泥浆有沉淀趋势，水色逐渐澄清。该异常点在以前地震中也有过类似现象发生。
2.4.2 荷花热水塘温泉水位下降
荷花热水塘温泉度假村大滚锅、1号泉、2号泉（度假村自己编号）水位迅速下降，水温升高（图1中场点①，地理位置（24.91°N，98.38°E））。
2014年3月24日8时，大滚锅水位还与平时一样，但在9时15分左右发现水位己经下降了80%左右，而1号、2号泉水位于2014年3月12日开始下降，已经没有积水。因受流量影响这3个观测点水温出现不同程度升高，其中大滚锅升高8℃左右，1号泉升高6℃左右，2号泉升高9℃左右。经过现场勘查发现，3个观测点出水流向了1号泉旁边几个月前出浑水的1个出水口。同时，通过和观测人员进一步了解，荷花热水塘水位下降是第一次出现。
在荷花热水塘出现宏观异常的同时，附近腾冲县新华硝塘观测点也出现了宏观异常：水色发浑，呈灰白色，水温下降0.6℃。
2.4.3 荷花热水塘温泉井喷
2014年4月20日，在荷花热水塘温泉出现井喷（当地人称为水热爆）。经实地调查和访问荷花温泉管理员，整个喷发过程为：4月20日8时40分左右，温泉泉眼出水口及旁边2m左右的观景台发生井喷（高压喷射）现象，爆炸声巨大，震耳欲聋，井喷造成厚5cm的地板砖掀翻并破裂（图3c），喷水口面积约为1m2，持续时间约10min。井喷呈脉冲式，共发生2次。第一次随着巨大的爆炸声，泥浆和砂石从泉口向高处和四周迸射，喷出高度达12m；第二次喷出高度相对较小，约2m，同样有泥浆、砂石四处迸射现象。喷射的砂石主要呈灰白色，最大直径约5cm，分布于喷口四周至十几米远的地方（图3d）；泥浆主要为红褐色（图3e和3f）。喷射后形成新的泉眼，水温达80℃，泉水汩汩流出，14时40分水色仍然浑浊，呈灰褐色。震后调查发现，喷口四周泥沙、块石俱在，喷口上方12m高度的树叶上仍附着有泥浆。
2011年6月20日与8月9日腾冲2次5.2级地震前，该温泉也出现过类似异常，但规模没有此次大。
2.5 施甸县永福村水井变色
2014年4月28日，施甸县地震局接到旺镇永福村报告，称永福水井（24.88°N，99.15°E）水色发生异常。经调查：当日9时多水色发生异常变化，像清淡的米汤，呈现灰白色，至12时后慢慢变为土黄色，象黄泥巴水一样。通过实地调查，附近没有大型工程施工，也没有任何沟渠放水灌溉。并且此水井长年基本保持水流稳定，即使是雨水季节也没有发现过水色变化。针对这一异常情况，施甸县地震局及时召开了会商，认为永福水井处于罗明坝一施甸断裂带上，在没有人为因素影响的情况下，永福水井水色发生异常属于地下断裂活动所至。
2.6 昌宁县九甲办事处槐树社水井变色
2014年5月14日，保山市昌宁县田园镇九甲办事处槐树社一水井（大龙井）变色（24.82°N，99.62°E），呈现灰白色，接近米汤色，浑浊。对现场及周边环境进行观察核实，周围无矿山开采等干扰源，平常年份降雨时该水井从未出现变色、发浑现象，但在2001年施甸5.9级地震前曾出现类似的发浑现象。
2.7 德宏州民族初级中学动物宏观异常
2014年5月27日，据群众反映并经落实，德宏州民族初级中学内胶园小区（图1中场点②，地理位置（24.42°N，98.59°E））近2天老鼠出入频繁，出现不断撕咬窗户铁丝、香蕉、桃子等反常现象。
2.8 德宏州法帕镇芒蚌温泉宏观异常
2014年5月28日，德宏州法帕镇群众反映，芒蚌温泉出水口（图1中场点③，地理位置（24.37°N，98.55°E））在10时30分开始冒浑水，水由清澈变为很稠的米汤色（青白色）。该温泉为澡堂用水，平时水质清澈，以前未发生过冒浑水的现象，周围无其它干扰现象。出现冒浑水异常时，出水量也明显增大，水质比平时滑腻，大约持续1h。此异常现象可能与地下地质构造活动加剧有关。之所以呈现出青白色，推测是水中含有Al（OH）3胶体，可能是在地应力增大情况下地下水径流途径改变，水中携带来某种铝质矿床成分所致。
2.9 凤庆县大寺村大田坝组水井变色、水量增大
2014年5月28日，凤庆县地震局接到大寺乡政府报告：大寺乡大寺村大田坝地质灾害隐患点一出水点突然出现水源，比原来增大7倍左右，而且颜色浑浊。根据附近村民反映：5月27日16时左右，在大寺村大田坝和鱼塘2个村民小组范围内突然发出一声闷雷声似的响声，17时左右一出水点的出水量大幅度增加，而且颜色非常浑浊，异常持续近2h。傍晚距离出水点50m左右的后山陡坡上发现在核桃树旁出現大量的白蚂蚁。5月28日13时50分现场查看时，泉水出水量已恢复正常。
2.10 盈江县勐典大寨村水稻田翻花冒泡
2014年5月28-30日清晨，盈江县励弄乡勐典大寨村水稻田里（图1中场点④，地理位置（24.96°N，97.95°E））不断出现翻花冒泡现象。震后调查时有人反映，在震前几小时还听到了“咔咔”的地声。
经事后调查发现，这种宏观异常现象范围较大，至少分布在十几亩的田地里（图4a）。在地貌上，宏观异常点位于勐典盆地内勐典河Ⅰ级阶地上，阶地拔河高度2～4m，主要由细砂和粉土组成，地震时易发生液化。在此次盈江6.1级地震发生时，出现数处砂土液化，分布于翻花冒泡非常集中的长约300m、宽约200m的范围内，喷出的水头高达1m，最大的喷砂处直径约0.6m，喷砂厚度为0.1m。勐典盆地为沿苏典活动断裂发育的拉分盆地，东西两侧各有一条断层控制（图4b）。
距离德宏州法帕芒蚌温泉宏观异常点（图1中场点③）不足3km的德宏州防震减灾局舒曼地磁曾出现大幅值突跳。2014年4月开始，舒曼地磁出现大幅值突跳。4月12日，东西向、北南向最大突跳值分别为1.700和2.280，垂直向突跳值0.654。4月19-20日舒曼地磁3个方向再次出现大幅值突跳，其中20日东西向最大值为2.940、19日北南向、垂直向最大突跳值为2.88和1.660，达到自观测以来突跳最大值。在2012年11月11日缅甸7.0级地震发生前3个月，德宏舒曼地磁也出现过类似情况，但是最大幅值没有此次高。经过检查，该异常不是外界干扰造成。
3 宏观异常时空分布特征及其与构造关联性分析
表1列举了上述各异常点分布和表现特征。虽然宏观异常点数量有限，但能从表中可以看出在时空分布上具有如下特征：
（1）在时间上，宏观异常出现时间早，最早为震前150d，最晚为震前2d（在研究区及周边150d内只发生盈江地震，并无其它地震，因此判定宏观异常与盈江地震对应）。且宏观异常表现出较明显的阶段性，结合周围地磁观测异常，可分为3个阶段：2013年12月30日—2014年1月31日、2014年3月7日—4月20日和2014年5月26日-5月30日。这与1975年海城7.3级、1976年松潘7.2级等大地震前宏观异常的起伏性具有相似的特征（祝哗，李荣安，1983）。
（2）在空间分布上，这些宏观异常分布在距震中208km的较大区域范围，此等级地震出现如此大的异常范围并不多见。大体上，这些宏观异常呈现出自东向西、由南而北逐渐向震中迁移、靠拢的趋势，但震中附近并未出现明显的（或被人忽略）宏观异常。已有研究表明，1976年松潘7.2级地震序列发生在龙门山断裂西侧的NW向虎牙断裂上，但是震前宏观异常主要沿NE向龙门山断裂带分布并逐步向震中迁移靠近，而非发生在发震断裂带上（章光月等，1980）。它与此次宏观异常点分布有某种相似性。
有些异常点在以往中强地震前会重复映震，如梁河县与腾冲县交界荷花热水塘温泉和施甸县永福村异常点等，前者在本次地震前表现出高压喷砂-水位下降-高压喷砂的周期性变化。
（3）尽管地震宏观异常会受到各种干扰因素的困扰，使得分析起来脉络不清，但盈江6.1级地震前的宏观异常现象，在空间分布上与构造有着高度的一致性和密切关联性：这些宏观异常多发生在震中外围断裂上，主要是断裂的端部、几组断裂汇而不交的构造部位或者是构造拉分盆地内，如梁河与腾冲交界荷花热水塘温泉异常点（图1中场点①），既处于大盈江断裂的端部，又位于大盈江、腾冲和瓦德龙3条活动断裂汇而不交的部位。究其原因，此类构造部位是地应力易于集中的地点，即便不是发震地段，却是应力集中、无震滑动的敏感区，因此可能成为地震宏观异常的易发场所。或许有人认为这是一种巧合，虽不能完全排除这种可能性，但辩证唯物论中有偶然性包含着必然性、必然性寓于偶然性之中的观点。从荷花温泉（场点①）在震前反复出现的高压喷射泥浆、砂石的现象分析，本文更倾向于认为它与断裂构造局部无震滑动、应力集中有着密切的关系，且在以往周边地震中曾表现出类似的异常现象。
宏观异常没有出现在震中附近断裂上，而是分布在外围断裂上的问题，可以从块体或区域活动的角度加以理解。1975年海城、1976年唐山、1976年松潘等多次大地震宏观异常研究表明，地震宏观异常点常分布在与发震断裂相交或汇而不交的其它断裂上（章光月等，1980）。‘譬如，前述的松潘地震宏观异常主要沿NE向龙门山断裂带分布，海城地震宏观异常不仅沿NWW向发震断裂分布，同时也沿NNE向金州断裂、金山岭断裂分布的特征（章光月等，1980）。在地震孕育和发生过程中，区域构造、区域构造应力场和地震前兆场（包括宏观前兆）彼此之间有着密切的联系（章光月等，1980）。在一定规模的区域或断块内，受到统一的区域构造应力场作用和支配，构造活动有着协调、联动的运动特征，而不是某一条断裂的独立运动。因此，除了发震断裂控制了前震、余震分布外，区内的其它（共轭）断裂也会受到该区构造应力场的影响，先于或迟于发震断裂发生蠕变滑动（无震），导致其它断裂上出现宏观异常。
4 结语
2014年云南盈江6.1级中强地震前，在震中地区208km的较大范围内出现高温泉水井喷（高压喷射泥沙），地下水翻花冒泡、发浑、变色、水量增大，动物习性异常等宏观异常，此等级中强地震出现如此规模的宏观异常并不多见。出现宏观异常最早的时间为震前150d，最晚为震前2d。宏观异常表现出较明显的阶段性，同时大体上呈现出自东向西、由南而北逐渐向震中迁移、靠拢的趋势。它们具有与1975年海城7.3级、1976年松潘7.2级等大地震前相似的宏观异常特征。
宏观异常多发生在活动断裂的端部、几组断裂汇而不交的构造部位或者是构造拉分盆地内，与构造有着高度的一致性和密切关联性。在统一的区域构造应力场作用和支配下，构造活动有着协调、联动的特征，地震的孕育发生是一个区域或块体的孕震过程。
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更新时间：2024/12/22 17:09:12