丽江与芦山两次M_%28S%297.0地震震例回溯研究及亚失稳特征探讨.pdf

第 源远 卷 第 源 期圆园圆猿 年 员园 月地震研究允韵哉砸晕粤蕴 韵云 杂耘陨杂酝韵蕴韵郧陨悦粤蕴 砸耘杂耘粤砸悦匀灾燥造郾 源远袁 晕燥郾 源韵糟贼郾 袁 圆园圆猿鄢收稿日期院 圆园圆圆 原员圆 原园愿郾基金项目院 国家重点研发计划项目 渊圆园员愿再云悦员缘园猿猿园缘园远冤曰 中国地震局震情跟踪课题 渊圆园圆园园员园圆圆猿袁 圆园圆圆园员园圆园怨冤 郾第一作者简介院 李腊月 渊员怨愿远 原 冤袁 高级工程师袁 主要从事地壳形变尧 活动构造与地震预测研究 郾耘 原 皂葬蚤造院 造蚤造葬赠怎藻岳员圆远郾 糟燥皂郾李腊月袁尹海权袁马伶俐袁等援 圆园圆猿援 丽江与芦山两次 酝杂苑郾 园 地震震例回溯研究及亚失稳特征探讨咱允暂援 地震研究袁源远渊源冤院源远员 原源苑圆袁凿燥蚤院员园援 圆园园员缘辕 躁援 糟灶噪蚤援 陨杂杂晕员园园园 原园远远远援 圆园圆猿援 园园远员援蕴蚤 蕴 再袁再蚤灶 匀 匝袁 酝葬 蕴 蕴袁 藻贼 葬造援 圆园圆猿援 粤 则藻贼则燥泽责藻糟贼蚤增藻 泽贼怎凿赠 燥枣 贼憎燥 酝杂苑郾 园 藻葬则贼澡择怎葬噪藻泽 蚤灶 蕴蚤躁蚤葬灶早 葬灶凿 蕴怎泽澡葬灶 葬灶凿 凿蚤泽糟怎泽泽蚤燥灶泽 燥灶 贼澡藻糟澡葬则葬糟贼藻则蚤泽贼蚤糟泽 燥枣 皂藻贼葬鄄蚤灶泽贼葬遭蚤造蚤贼赠咱允暂援 允燥怎则灶葬造 燥枣 杂藻蚤泽皂燥造燥早蚤糟葬造 砸藻泽藻葬则糟澡袁源远渊源冤院源远员 原 源苑圆袁凿燥蚤院员园援 圆园园员缘辕 躁援 糟灶噪蚤援 陨杂杂晕员园园园 原 园远远远援圆园圆猿援 园园远员援丽江与芦山两次 酝杂苑郾 园 地震震例回溯研究及亚失稳特征探讨鄢李腊月员袁 尹海权员袁 马伶俐圆袁 李智蓉猿袁 张 超员渊员郾 中国地震局第一监测中心袁 天津 猿园园员愿园曰 圆郾 四川省地震局地壳形变观测中心袁 四川 雅安 远圆缘园园园曰猿郾 云南省地震局袁 云南 昆明 远缘园圆圆源冤摘要院 基于川滇地区的跨断层观测资料袁 采用多种形变分析方法袁 针对川滇地区监测状况较好的 员怨怨远 年丽江尧圆园员猿 年芦山两次 酝杂苑郾 园 地震开展震例回溯研究袁 并以亚失稳理论及实验室结果为指导袁 归纳总结跨断层观测获得的断层运动在亚失稳阶段的时空变化特征及可能的表现形式袁 寻找区域范围内断层运动协同化现象袁 探索地震进入亚失稳状态的跨断层识别标志遥 结果表明院 两次地震前袁 震源区在震前数年主要表现为弱变形的状态袁 可能是孕震晚期发震断层闭锁尧 断层近场应力应变积累趋于极限的表现遥 震源区边缘附近 猿园园 噪皂 范围内在震前数月至 猿 年出现显著的断层形变异常袁 断层活动具有协同化现象袁 但仅个别跨断层场地观测到了与实验室岩石破裂失稳过程类似的图像袁 大多数场地仅仅观测到了稳态 渊线性阶段冤尧 亚稳态 渊偏离线性阶段冤 特征袁 亚失稳态特征并不清晰袁 分析可能与跨断层场地所处的构造位置及观测周期有一定关系遥关键词院 丽江 酝杂苑郾 园 地震曰 芦山 酝杂苑郾 园 地震曰 跨断层观测曰 震例回溯曰 亚失稳特征曰 川滇地区中图分类号院 孕猿员缘郾 苑 文献标识码院 粤 文章编号院 员园园园 原园远远远渊圆园圆猿冤园源 原园源远员 原员圆凿燥蚤院员园援 圆园园员缘辕 躁援 糟灶噪蚤援 陨杂杂晕员园园园 原园远远远援 圆园圆猿援 园园远员园 引言寻找地震前兆一直是国内外地震预报的重点和难点遥 在目前地震成因及震孕育过程尚不完全清楚的情况下袁 在实验室开展岩石变形实验袁 观测相关物理量的演化特征和规律袁 是地震前兆探索中的重要基础工作袁 可为野外地震研究提供指导和思路遥 自 圆园员圆 年马瑾院士首次提出亚失稳概念以来袁 亚失稳的力学机理及其与之相关的物理场演化特征袁 如温度场尧 断层位移场尧 应变场等受到学者们的广泛关注 渊马瑾等袁 圆园员圆曰 任雅琼等袁 圆园员猿曰 卓燕群等袁 圆园员猿曰 刘远征等袁 圆园员源曰 宋春燕等袁 圆园员愿曰 杨海明等袁 圆园圆园冤遥 近年来袁 一些学者还尝试将实验室观测的亚失稳信息应用到野外的实际震例中袁 如刘冠中和马瑾 渊圆园员圆冤 通过对鲜水河断裂带北西段跨断层蠕变场地的研究袁发现鲜水河断裂带在 员怨怨苑 年玛尼地震前一年出现断层活动 野协同化冶 现象袁 与构造物理实验中观测到的亚失稳阶段断层不同部位的协同化现象十分类似袁 因此袁 推断该现象与地震的孕育有关曰张淑亮等 渊圆园员远袁 圆园圆员冤 通过系统的震例总结袁发现圆园员园 年员 月圆源 日河津 酝杂源郾 愿 地震前袁 临汾地震台宽频倾斜仪尧 侯马地震台水管倾斜 耘宰 分量尧洞体应变等多种地球物理场观测记录到了与亚失稳岩石破裂实验类似的现象曰 张希等 渊圆园圆园葬冤 通过震例回溯研究发现 圆园员猿 年岷县漳县 酝杂远郾 远 地震前西秦岭构造区的跨断层短水准异常特征符合地震研究源远 卷构造力学实验的亚稳态 原 亚失稳态特征曰 黄雅等渊圆园圆员冤 通过综合分析滇西北地区的亚失稳密集台阵袁 发现 圆园圆员 年漾濞 酝杂远郾 源 地震前地震活动特征呈现了较为明显的断层亚失稳演化过程曰 郭树松等 渊圆园圆员冤 利用 员怨怨远圆园园苑 年龙门山断裂带上的重力观测资料袁 分析汶川地震前亚失稳阶段的重力场变化特征袁 发现地震前沿龙门山断裂带的时变重力场变化较好地对应了岩石变形实验中由稳态加载阶段到失稳阶段中的线性尧 偏离线性尧 亚失稳态的过程曰 陈顺云等 渊圆园圆员冤 研究了 圆园圆园 年伽师 酝杂远郾 源 地震前后的基岩温度变化袁 发现临近地震时袁 基岩温度呈现明显的加速上升变化袁 这种临震前的加速特征可能与地震亚失稳或成核过程有关遥 综上所述袁 目前将实验室结果应用于野外实际震例已取得一些成果袁 但仍处于初期的探索阶段袁 还需要进一步寻找野外断层黏滑失稳过程中其它物理量的变化特点和响应特征袁 识别与亚失稳态相关联的一些前兆现象袁 为野外亚失稳现象的判定识别提供更多的参考依据遥跨断层形变测量是监测断层活动最直接尧 最有效的方法之一 渊薄万举等袁 员怨怨源曰 焦青袁 周俊萍袁 员怨怨愿冤遥 自 圆园 世纪 远园 年代跨断层测量工作开展以来袁 跨断层形变测量在寻找地震前兆信息尧研究强震孕震机理尧 强震预测预报工作中做出了重要贡献 渊江在森等袁 员怨怨愿曰 王双绪等袁 圆园园员曰苏琴等袁 圆园员源曰 李玉江等袁 圆园员苑冤遥 川滇地区是我国强震多发区和重点监视区袁 拥有丰富的跨断层测量资料遥 因此袁 本文基于多种形变分析方法袁选取川滇地区监测状况较好尧 发震构造研究程度较高的 员怨怨远 年丽江尧 圆园员猿 年芦山两次 酝杂苑郾 园 地震 开展震例回溯研究袁 总结跨断层形变观测在断层粘滑失稳过程中的表现形式和响应特征袁 通过与实验室亚失稳状态特征的对比分析袁 识别与亚失稳态相关联的一些跨断层观测前兆现象袁 为野外识别断层亚失稳状态提供参考遥员 实验室观测到的亚失稳过程双轴压力下岩石变形过程的差应力 原 时间变化曲线 渊马瑾等袁 圆园员圆曰 马瑾袁 郭彦双袁 圆园员源冤如图 员葬 所示袁 变形过程可以分为稳态尧 亚稳态尧亚失稳态和失稳态 源 种状态袁 并分别对应断层失稳过程的源 个阶段袁 线性变形阶段 渊蕴 原 酝冤尧 偏离线性阶段 渊酝 原 韵冤尧 亚失稳阶段 渊韵粤月冤 和失稳阶段 渊月悦冤袁 其中 晕 原 韵 为强偏离线性阶段遥 变形后期阶段的放大图 渊图 员遭冤 显示袁 韵 时刻是应力峰值点袁 在 韵 时刻差应力由上升转为下降遥 韵粤月 是亚失稳阶段袁 韵粤 是准静态释放阶段袁 称之为 野亚失稳阶段玉冶袁 粤月 是准动态释放阶段袁 称之为野亚失稳阶段域冶曰 粤 时刻之后袁 下降速率迅速增加袁 月 时刻后进入失稳阶段遥 酝 时刻是加载曲线开始偏离线性的位置袁 在 酝 原 韵 时刻之间应力发生过几次下降袁 最大的下降开始于 晕 时刻袁 酝 原 韵 偏离线性阶段持续时间稍长于强偏离线性阶段袁 应力下降低点在强偏离线性阶段遥目前袁 实验室已经可以识别亚失稳阶段并获得了亚失稳阶段不同物理场的演化特征袁 为野外识别亚失稳阶段打下了基础 渊马瑾等袁 圆园员圆曰 任雅琼等袁 圆园员猿曰 卓燕群等袁 圆园员猿冤遥 本文研究的思路是对比实验室亚失稳阶段应力 原 应变观测结果袁 图 员 差应力 原 时间过程 渊葬冤 与变形后期阶段的放大图 渊遭冤 渊据马瑾袁 郭彦双袁 圆园员源冤云蚤早郾 员 阅蚤枣枣藻则藻灶贼蚤葬造 泽贼则藻泽泽 增藻则泽怎泽 贼蚤皂藻 渊葬冤 葬灶凿 藻灶造葬则早藻凿 皂藻贼葬鄄蚤灶泽贼葬遭造藻 泽贼葬早藻 渊遭冤 渊葬糟糟燥则凿蚤灶早 贼燥 酝葬 葬灶凿 郧怎燥袁 圆园员源冤圆远源第 源 期李腊月等院 丽江与芦山两次 酝杂苑郾 园 地震震例回溯研究及亚失稳特征探讨探索野外大震前断层活动是否有类似现象袁 首先寻找实际观测中的 野偏离线性阶段冶 和 野强偏离线性阶段冶袁 然后进一步寻找亚失稳阶段曰 同时寻找断层运动的协同化过程袁 分析单个场地的变形特征以及区域多个场地的群体性变形特征袁 进而分析整个区域变形场的时空演化特征遥圆 地震前跨断层观测的亚失稳特征圆郾 员 员怨怨远 年 圆 月 猿 日丽江 酝杂苑郾 园 地震员怨怨远 年 丽 江 酝杂苑郾 园 地 震 渊 震 中 圆苑郾 园愿毅 晕袁员园园郾 圆苑毅耘冤 是过去 源园 年内发生在川滇菱形块体西边界震级最大的一次正断型地震事件袁 宏观震中位于丽江县城北约圆缘 噪皂 的玉龙雪山东麓黑水附近渊周光全等袁 员怨怨苑曰 苏有锦袁 刘祖荫袁 员怨怨苑冤遥 震源参数反演尧 野外地质考察等结果均表明丽江地震的发震断层为东倾的丽江大具断裂 渊韩竹军等袁 圆园园源曰 允蚤 藻贼 葬造袁 圆园员苑冤遥 丽江地震前袁 震中周边 猿园园 噪皂 范围内共有 员员 个跨断层观测场地袁 起始观测日期为 员怨愿圆 年袁 观测周期为每年 员圆 期和 远期遥 跨断层场地分布如图 圆 所示遥图 圆 丽江 酝杂苑郾 园 地震震中周边跨断层场地分布云蚤早郾 圆 阅蚤泽贼则蚤遭怎贼蚤燥灶 燥枣 糟则燥泽泽鄄枣葬怎造贼 泽蚤贼藻泽 葬则燥怎灶凿 贼澡藻藻责蚤糟藻灶贼藻则 燥枣 贼澡藻 蕴蚤躁蚤葬灶早 酝杂苑郾 园 藻葬则贼澡择怎葬噪藻圆郾 员郾 员 原始观测曲线形态异常特征某一时段内在区域构造应力场作用下袁 断层活动往往表现出一定的规律性袁 断层以近于恒定的速率和方式运动袁 跨断层观测曲线往往表现出准线性的趋势性特征曰 当区域构造应力场或断层附近的局部应力场发生变化袁 断层活动会偏离原有的背景运动方式袁 跨断层观测曲线表现出偏离准线性的非线性变化袁 如加速尧 转折尧 突跳及形态尧 幅度的明显改变等 渊江在森等袁 员怨怨愿曰 车兆宏袁 范燕曰 员怨怨怨曰 张希等袁 圆园圆园遭冤遥根据亚失稳理论及实验结果袁 笔者发现丽江酝杂苑郾 园 地震前震中距 猿园园 噪皂 范围内下关尧 剑川尧永胜等大多数跨断层场地表现出了稳态 渊线性阶段冤尧 亚稳态 渊偏离线性阶段冤 特征袁 观测数据长期以准线性变化为主袁 震前 员 耀 猿 年出现偏离线性的非线性变化袁 如下关水准 圆 原 员 和 圆 原 猿 自员怨怨圆 年 员员 月开始出现加速上升变化袁 最大幅度圆 皂皂袁 在 员怨怨缘 年武定 酝杂远郾 缘 地震后仍持续 渊图猿葬尧 遭冤曰 剑川水准 圆 原 员 在 员怨怨源 年 远 月开始出现加速上升变化袁 上升幅度为 圆 皂皂 渊图 猿糟冤遥 但距丽江地震震中最近的丽江场地 渊震中距源圆 噪皂冤在震前无显著变化袁 断层活动量很小袁 仅水准员 原圆 观测到显著的同震变化 渊图 猿凿冤遥笔者还发现大多数场地观测的亚失稳态特征并不清晰袁 仅有个别场地的断层形变曲线形态与亚失稳差应力时间变化曲线类似袁 如永胜基线 员 原圆 和 猿 原圆 自观测以来至 员怨怨源 年 缘 月观测数据以准线性变化为主 渊图 猿藻尧 枣冤袁 显示应变处于持续积累阶段袁 对应亚失稳实验结果的 蕴 原 酝 线性变形阶段曰 员怨怨源 年 远 月开始出现偏离线性的非线性变化袁员怨怨缘 年 缘 月达到峰值点 韵袁 对应亚失稳实验结果的 酝 原 韵 偏离线性阶段曰 员怨怨缘 年 远 月至 员怨怨远 年 圆月为亚失稳阶段袁 但从准静态阶段向准动态阶段的转折点 粤 很难识别袁 其中 员怨怨缘 年 远员圆 月变形逐渐恢复袁 可能对应应变由积累过程转为缓慢下降的准静态释放阶段 韵粤袁 员怨怨远 年 员 月曲线再一次转折下降袁 表明应变释放进入加速阶段袁 为准动态释放阶段 粤月遥 永胜水准 员 原 圆 和 猿 原 圆 也同步观测到了与亚失稳过程类似的现象袁 两条水准测线在 员怨怨缘 年 员 月开始同步出现加速下降变化袁 猿 月开始下降幅度增大袁 远 月下降达到最大值袁 为亚失稳实验过程中的 酝 原 韵 偏离线性阶段袁 员怨怨缘 年 远员圆 月变形逐渐恢复袁 为应变由积累过程转为缓慢下降的准静态释放阶段袁 员怨怨远 年 员 月曲线再一次转折下降袁 表明应变释放进入加速阶段袁 为准动态释放阶段 粤月 渊图 猿早尧 澡冤遥猿远源地震研究源远 卷 图 猿 丽江 酝杂苑郾 园 地震前典型跨断层观测异常曲线云蚤早郾 猿 栽赠责蚤糟葬造 葬灶燥皂葬造燥怎泽 糟怎则增藻泽 燥枣 贼澡藻 糟则燥泽泽鄄枣葬怎造贼 遭葬泽藻造蚤灶藻 葬灶凿 贼澡藻糟则燥泽泽鄄枣葬怎造贼 造藻增藻造造蚤灶早 遭藻枣燥则藻 贼澡藻 蕴蚤躁蚤葬灶早 酝杂苑郾 园 藻葬则贼澡择怎葬噪藻圆郾 员郾 圆 地震前断层运动参数异常特征断层的活动方式尧 活动速率等在强震前通常发生中短期变化袁 具体表现为断层活动性质改变尧 活动速率快速增大或减小等袁 通常可通过计算断层三维活动参数来定量地判断断层的活动性质 渊薄万举等袁 员怨怨愿冤遥 考虑到丽江地震前川滇块体东边界上的跨断层场地变化不显著袁 且大多数为单一的水准观测场地袁 因此袁 本文采用薄万举等 渊员怨怨愿冤 和李腊月等 渊圆园员圆冤 的计算方法袁 针对震中附近丽江尧 剑川尧 永胜和下关场地进行了断层三维活动参数计算袁如图 源 所示袁 曲线斜率为正分别表示右旋走滑尧 张性尧 正断运动遥 计算结果显示袁 在丽江 酝杂苑郾 园 地震前袁 丽江和永胜两个场地的断层活动性均很弱袁 表现为应变积累区域极限的闭锁特征曰 丽江场地在震前无显著的异常活动袁 只有垂向运动参数显示了明显的同震变化袁 而永胜场地在震前 员 年半左右出现明显加速活动袁 具体表现为左旋走滑尧 拉张尧 逆冲活动加速曰 丽江 酝杂苑郾 园 地震后袁 丽江尧 永胜两个场地的断层活动性均显著增强遥 剑川场地在震前 员 年半左右左旋走滑运动减缓曰 下关场地在震前 猿 年出现正断活动加速的现象遥圆郾 圆 圆园员猿 年 源 月 圆园 日芦山 酝杂苑郾 园 地震圆园员猿 年 源 月 圆园 日发生在四川省雅安市的芦山酝杂苑郾 园 地震 渊震中 猿园郾 猿毅晕袁 员园猿郾 园毅耘冤袁 是继 圆园园愿年 缘 月 员圆 日汶川 酝杂愿郾 园 大地震后的又一次破坏性地震遥 宏观震中位于巴颜喀拉块体与华南块体源远源第 源 期李腊月等院 丽江与芦山两次 酝杂苑郾 园 地震震例回溯研究及亚失稳特征探讨 图 源 丽江 酝杂苑郾 园 地震前丽江尧 永胜尧 剑川和下关场地断层三维活动参数变化云蚤早郾 源 灾葬则蚤葬贼蚤燥灶 燥枣 贼澡则藻藻鄄凿蚤皂藻灶泽蚤燥灶葬造 责葬则葬皂藻贼藻则泽 燥枣 贼澡藻 葬糟贼蚤增藻 枣葬怎造贼泽 泽怎则增藻赠藻凿 葬贼 泽蚤贼藻泽 蚤灶 蕴蚤躁蚤葬灶早袁再燥灶早泽澡藻灶早袁 允蚤葬灶糟澡怎葬灶 葬灶凿 载蚤葬早怎葬灶 遭藻枣燥则藻 贼澡藻 蕴蚤躁蚤葬灶早 酝杂苑郾 园 藻葬则贼澡择怎葬噪藻之间的龙门山推覆构造带南段袁 震源机制解结果表明此次地震为逆冲型地震 渊赵博等袁 圆园员猿冤遥 野外地质科学考察表明袁 芦山地震在震中区没有形成具有构造地质意义的地震地表破裂带袁 该地震是一次典型盲逆断层型地震 渊徐锡伟等袁 圆园员猿冤遥芦山地震前袁 震中周边 猿园园 噪皂 范围的跨断层观测场地分布如图 缘 所示遥圆郾 圆郾 员 原始观测曲线异常特征识别芦山地震前震中距 猿园园 噪皂 范围内的跨断层场地主要分布在鲜水河安宁河则木河断裂带和龙门山断裂带上 渊图 缘冤遥 震中距在 员园园 噪皂 范围内的宝兴尧 蒲江尧 双河尧 折多塘场地在汶川地震后尧芦山地震前表现为强闭锁的特征 渊图 远葬 耀 凿冤袁 只有距离汶川地震震中最近的灌县尧 映秀场地水准表现为趋势拉张 渊图 远藻尧 枣冤袁 笔者分析认为灌县尧映秀场地水准的趋势拉张变化可能与汶川地震震中附 近 断 层 解 锁 有 关遥 芦 山 地 震 前袁 震 中 距猿园园 噪皂范围内位于鲜水河安宁河则木河断裂带上的场地出现大量中短期异常袁 同样表现出了 图 缘 芦山 酝杂苑郾 园 地震震中周边跨断层场地分布云蚤早郾 缘 阅蚤泽贼则蚤遭怎贼蚤燥灶 燥枣 糟则燥泽泽鄄枣葬怎造贼 泽蚤贼藻泽 葬则燥怎灶凿 贼澡藻藻责蚤糟藻灶贼藻则 燥枣 贼澡藻 蕴怎泽澡葬灶 酝杂苑郾 园 藻葬则贼澡择怎葬噪藻缘远源地震研究源远 卷稳态 渊线性阶段冤尧 亚稳态 渊偏离线性阶段冤 特征渊图 苑冤遥 侏倭场地两条基线 粤 原 月尧 粤 原 悦 在观测期内表现出显著的线性趋势变化特征袁 圆园员猿 年 员 月同步出现偏离线性的下降变化 渊图 苑葬尧 遭冤曰 龙灯坝场地基线 粤 原 月尧 粤 原 阅 在 圆园园员 年以后表现为线性拉张变化袁 于 圆园员圆 年 苑 月同步出现加速下降的压性变化 渊图 苑糟尧 凿冤曰 老乾宁场地基线 猿 原 缘尧 猿原员 渊图 苑藻尧 枣冤尧 虚墟基线 粤 原 月尧 粤 原 悦 渊图 苑早尧澡冤 在芦山地震前同样显现出趋势拉张背景下的压性变形特征遥 此外袁 位于川滇菱形块体东边界的跨断层水准场地在震前也表现出了稳态到亚稳态的中短期异常特征袁 虚墟场地水准在震前数月 渊圆园员圆 年苑 月冤 出现准同步的上升变化 渊图苑蚤冤曰 则木河断裂带上的尔乌尧 西昌场地跨断层水准观测分别于震前员 年和猿 年出现加速上升变化 渊图苑躁 耀造冤遥芦山 酝杂苑郾 园 地震前袁 跨断层观测的亚失稳态特征并不清晰袁 仅有个别场地观测的现象与实验室岩石变形过程的差应力 原 时间变化曲线类似袁如位于鲜水河断裂带北西段的虚墟场地 粤 原 月 基 线于 圆园员猿 年 员 月开始出现偏离线性的加速下降的变化袁 猿 月下降达到最大值袁 员猿 月为偏离线性阶段袁 其后进入亚失稳阶段 渊图 苑早冤曰 虚墟场地 粤 原 月 水准 圆园员圆 年 苑 月 渊酝 点冤 开始出现偏离线性的加速上升变化袁 员员 月达到 韵 点后开始转为下降袁 圆园员圆 年 员员 月圆园员猿 年 源 月为亚失稳阶段 渊韵粤月冤 渊图 苑蚤冤遥圆郾 圆郾 圆 地震前鲜水河断裂带断层活动参数变化图 愿 为计算的断层三维活动参数结果袁 鲜水河断裂带的水平走滑量在观测期内呈准线性变化特征袁 且斜率为负袁 表明鲜水河断裂带为左旋走滑运动曰 水平张压量和垂直升降量曲线在观测期内也呈准线性变化袁 但在 圆园园员 年以前斜率较小袁 表明鲜水河断裂带在 圆园园员 年以前以左旋走滑运动为主袁 与地质上给出的背景运动方式相一致 渊粤造造藻灶藻贼 葬造袁 员怨怨员曰 闻学泽等袁 员怨愿怨冤遥 但在 圆园园员 年以后袁 鲜水河断裂带的张性活动显著增强 渊水平张压量曲线斜率增大冤袁 而在芦山地震前 猿 个月袁 水平走 滑量和 水 平张 压量曲 线出现偏 离线 性 的 图 远 芦山 酝杂苑郾 园 地震震中距 员园园 噪皂 范围内跨断层观测曲线云蚤早郾 远 悦则燥泽泽鄄枣葬怎造贼 造藻增藻造造蚤灶早 糟怎则增藻泽 憎蚤贼澡蚤灶 贼澡藻 则葬灶早藻 燥枣 员园园 噪皂 枣则燥皂 贼澡藻 藻责蚤糟藻灶贼藻则 燥枣 贼澡藻 蕴怎泽澡葬灶 酝杂苑郾 园 藻葬则贼澡择怎葬噪藻远远源第 源 期李腊月等院 丽江与芦山两次 酝杂苑郾 园 地震震例回溯研究及亚失稳特征探讨图 苑 芦山 酝杂苑郾 园 地震震中距 圆园园 耀猿园园 噪皂 范围内典型异常曲线云蚤早郾 苑 栽赠责蚤糟葬造 葬灶燥皂葬造燥怎泽 糟怎则增藻泽 燥枣 贼澡藻 糟则燥泽泽鄄枣葬怎造贼 遭葬泽藻造蚤灶藻 葬灶凿 贼澡藻 糟则燥泽泽鄄枣葬怎造贼 造藻增藻造造蚤灶早蚤灶 贼澡藻 则葬灶早藻 燥枣 圆园园 原猿园园 噪皂 燥枣 贼澡藻 藻责蚤糟藻灶贼藻则 燥枣 贼澡藻 蕴怎泽澡葬灶 酝杂苑郾 园 藻葬则贼澡择怎葬噪藻苑远源地震研究源远 卷图 愿 芦山 酝杂苑郾 园 地震前鲜水河断裂带断层三维活动参数变化云蚤早郾 愿 灾葬则蚤葬贼蚤燥灶 燥枣 贼澡则藻藻鄄凿蚤皂藻灶泽蚤燥灶葬造 责葬则葬皂藻贼藻则泽 燥枣 贼澡藻 载蚤葬灶泽澡怎蚤澡藻 枣葬怎造贼 扎燥灶藻 遭藻枣燥则藻 贼澡藻 蕴怎泽澡葬灶 酝杂苑郾 园 藻葬则贼澡择怎葬噪藻非线性变化袁 表明鲜水河断裂带出现了右旋走滑尧压性的逆继承性活动遥 因此袁 断层活动的定量指标也显示出鲜水河断裂带在芦山 酝杂苑郾 园 地震前断层活动出现了由稳态到亚稳态的特征遥猿 跨断层观测揭示的断层异常活动协同化特征 马瑾 渊圆园员远冤 认为断层不是孤立的袁 断层是活动块体的边界袁 块体不同边界断层的相互作用对失稳有一定的影响袁 因此袁 断层失稳的 野前兆冶绝不局限在发震断层上遥 通过上述震例回溯研究袁笔者发现丽江地震前 员 耀猿 年震中 圆园园 噪皂 范围内的断层形变异常随时间逐渐增多袁 芦山地震前震中猿园园 噪皂 范围内的跨断层异常测项也随时间逐渐增多袁 尤其是鲜水河断裂带北西段袁 短期群体异常显著袁 表明与发震断层相关构造断层上应力应变发生变化袁 跨断层观测揭示了断层异常活动协同化特征遥 为了进一步识别丽江尧 芦山 酝杂苑郾 园 地震前区域断裂带上的协同化现象袁 本文采用灰色关联度指标尧 主成分分析法和断层形变信息合成法进一步提取区域断层活动异常信息袁 计算了丽江地震前滇西北地区断层垂向参量指标尧 鲜水河断裂带的走滑运动与张压运动综合指标尧 安宁河则木河断裂带断层垂直活动速率合成指标 渊图怨 耀员员冤遥猿郾 员 丽江 酝杂苑郾 园 地震前灰色关联度指标显示的断层活动趋势变化 灰色关联度指标可反映断裂活动总体趋势及其动态演变过程 渊张希等袁 圆园员源冤遥 利用滇西北地区的丽江尧 永胜尧 剑川尧 下关场地的水准观测数据袁 基 于 改 进 的 灰 色 关 联 度 方 法 渊 田 晓 等袁圆园圆员冤袁 计算了滇西北地区的灰色关联度垂向指标袁 该指标显示在丽江 酝杂苑郾 园 地震前 圆 耀 猿 年左右袁 震中 圆园园 噪皂 范围内的相邻断层出现了正断加速异常特征袁 与丽江地震的正断错动特性一致渊图 怨冤遥猿郾 圆 芦山 酝杂苑郾 园 地震前鲜水河断裂带断层活动综合指标异常提取 主成分分析法 渊孕悦粤冤 是一种多变量统计分析方法袁 它能在去除一些相关干扰信息的基础上袁最大限度保留原有信息袁 有助于对前兆观测资料的分析遥 目前袁 孕悦粤 方法在 郧孕杂尧 陨灶杂粤砸尧 跨断层测量等资料处理中已经得到了一定应用 渊田云锋袁沈正康袁 圆园园怨曰 李腊月等袁 圆园员猿曰 方颖等袁 圆园员缘冤遥愿远源第 源 期李腊月等院 丽江与芦山两次 酝杂苑郾 园 地震震例回溯研究及亚失稳特征探讨 图怨 丽江 酝杂苑郾园 地震前滇西北跨断层灰色关联度垂向指标曲线云蚤早郾 怨 悦怎则增藻 燥枣 贼澡藻 增藻则贼蚤糟葬造 蚤灶凿藻曾 燥枣 贼澡藻 糟则燥泽泽鄄枣葬怎造贼早则藻赠 糟燥则则藻造葬贼蚤燥灶 凿藻早则藻藻 蚤灶 灶燥则贼澡憎藻泽贼 再怎灶灶葬灶 遭藻枣燥则藻贼澡藻 蕴蚤躁蚤葬灶早 酝杂苑郾 园 藻葬则贼澡择怎葬噪藻本文应用 孕悦粤 方法提取了鲜水河断裂带北西段断层走滑和张压活动随时间变化量 渊图 员园冤遥 走滑量综合指标显示袁 鲜水河断裂带在观测期内一直以左旋走滑运动为主 渊 曲线斜率为负冤袁 在芦山酝杂苑郾 园 地震前 员 年出现了右旋活动 渊图 员园葬冤曰 张压量综合指标显示袁 鲜水河断裂带在昆仑山口西酝杂愿郾 员 地震前张压活动速率较弱袁 活动性质不明显袁 而在昆仑山口西 酝杂愿郾 员 地震后张性活动开始增强袁 汶川地震后张性活动继续增强袁 但在芦山地震前 员 年出现显著压性活动袁 地震后恢复袁 且处于快速拉张的状态 渊图 员园遭冤遥图 员园 鲜水河断裂带水平走滑量 渊葬冤 和水平张压量综合指标 渊遭冤云蚤早郾 员园 悦燥皂责则藻澡藻灶泽蚤增藻 蚤灶凿藻曾 燥枣 贼澡藻 澡燥则蚤扎燥灶贼葬造 泽贼则蚤噪藻鄄泽造蚤责 渊葬冤 葬灶凿 糟燥皂责则藻澡藻灶泽蚤增藻 蚤灶凿藻曾 燥枣 贼澡藻 澡燥则蚤扎燥灶贼葬造贼藻灶泽燥则 责则藻泽泽怎则藻 渊遭冤 蚤灶 贼澡藻 载蚤葬灶泽澡怎蚤澡藻 枣葬怎造贼 扎燥灶藻猿郾 猿 芦山 酝杂苑郾 园 地震前安宁河则木河断裂带断层垂直形变速率合成指标 在跨断层数据处理中袁 为了削弱干扰噪声袁提高 野信噪比冶袁 可以采用断层形变信息合成的方法袁 该方法通过叠加 野信号冶袁 可以使叠加后的噪声在相当大的程度上被抵消或削弱袁 提取区域断层活动的动态变化 渊张晶等袁 圆园员圆冤遥 采用该方法袁 利用安宁河则木河断裂带上的棉蟹尧 冕宁尧宁南尧 尔乌尧 汤家坪等场地计算了该断裂带的断层垂直形变速率合成指标袁 图 员员 结果显示在芦山酝杂苑郾 园 地震前 员 年安宁河则木河断裂带垂直活动速率出现显著的高值异常遥图员员 安宁河则木河断裂带垂直活动速率合成指标云蚤早郾 员员 悦燥皂责燥泽蚤贼藻 蚤灶凿藻曾 燥枣 贼澡藻 则葬贼藻 燥枣 贼澡藻 增藻则贼蚤糟葬造皂燥增藻皂藻灶贼 燥枣 贼澡藻 粤灶灶蚤灶早澡藻鄄在藻皂怎澡藻 枣葬怎造贼 扎燥灶藻因此袁 从异常的时间尧 空间演化特征以及所提取的区域或断裂异常信息综合指标均可以看出跨断层测量观测到了强震前断层活动的协同化及加速协同化特征遥源 讨论构造地震的孕育过程及其前兆机理研究一直是国内外地震学家们关注的重要科学问题遥 尽管经历了几十年的努力和探索袁 但目前仍无法确认观测到的异常与地震的唯一关系遥 马瑾等 渊圆园员圆冤认为地震是一个力学过程袁 是应力积累到应力快速释放的物理过程袁 是有先兆的袁 识别地震前断层所处的应力状态是关键遥 亚失稳应力状态的提出袁 把不同时间和空间尺度失稳过程统一到应力状态的框架内遥 实验室的应力 原 时间过程在应力积累阶段是线性变化的袁 偏离线性阶段代表应力释放的开始袁 上述震例研究表明跨断层观测在两次 酝杂苑郾 园 地震前也表现出了线性 原 非线性变化袁与实验室应力 原 时间过程曲线形态相似袁 但目前还无法明确这种 野非线性变化冶 的具体力学含义袁非线性代表断层处是应变积累增强还是应变的释怨远源地震研究源远 卷放袁 只能说明此处局部应力应变场发生变化袁 断层活动偏离了原有的背景活动方式遥实验室给出的摩擦滑动失稳全过程较为短暂袁从稳态到失稳态整个过程约 员 猿园园 泽袁 其中稳态阶段 渊 蕴酝冤 占 全 过 程 的 远员郾 缘猿豫袁 亚 稳 态 阶 段渊酝韵冤 占全过程的 猿苑郾 猿远豫袁 亚失稳态 渊韵月冤 占全过程的 员郾 员豫袁 断层的快速失稳过程只占全过程的 园郾 园苑苑豫 渊李世念等袁 圆园圆员冤遥 自然界一次强震事件的孕育通常需要数十年尧 甚至上百年至几千年的时间袁 远大于实验室给出的摩擦滑动失稳过程遥 而野外实际地震的孕育环境较为复杂袁 一次地震的滑动失稳全过程与该断裂带最近一次地震的离逝时间尧 强震复发周期有一定的关系遥 对于一些强震复发周期长尧 最近一次地震离逝时间也较长的断层袁 亚失稳阶段占地震的滑动失稳全过程的时间也较长曰 对于一些复发周期短尧 最近一次地震离逝时间也较短的断层袁 亚失稳阶段占地震滑动失稳全过程的时间也较短遥 因此袁 不同地震前观测到的亚稳态 渊非线性冤尧 亚失稳态出现的时间节点不同袁 这也可能是不同地震前跨断层形变观测到的异常出现时间不同的原因遥断层活动协同化的提出把孤立的点观测联系为时尧 空尧 强三维关系袁 并拓展到多种物理场的时空演化研究 渊马瑾袁 郭彦双袁 圆园员源冤遥 本文震例回溯研究表明袁 丽江和芦山 酝杂苑郾 园 地震前存在断层异常活动协同化现象袁 但也发现一些问题袁 如丽江 酝杂苑郾 园 地震前袁 在震中距圆园园 耀缘园园 噪皂 范围内的川滇菱形块体东边界上的跨断层场地并无明显异常曰 芦山 酝杂苑郾 园 地震前袁 震中距在 猿园园 耀缘园园 噪皂范围内的西秦岭构造区异常并不显著遥 笔者分析认为可能与这些场地所在的区域或断裂在构造上与孕震断层的关联性较弱有关袁 孕震断层附近应力增强或应力释放会影响相邻断层或同一块体的其它边界应力状态发生变化遥 因此袁 导致与发震断层构造关联性强的这些区域异常较为显著袁 如芦山地震前鲜水河断裂带上的异常较显著袁 且断层活动具有明显的协同化特征袁 这是和鲜水河断裂带和龙门山断裂带分别属于巴颜喀拉块体的东边界和西南边界袁 构造上相关联且距离较近相关遥而同一断裂带上也不是所有的场地都能观测到异常 渊亚稳态和亚失稳态特征冤袁 这主要和场地布设的构造位置有关曰 亚失稳实验也指出袁 并不是所有的构造部位均能观测到失稳前的变化袁 只有位于特殊构造部位的台站才可能观测到前兆变化袁对于拐折断层袁 拐点处温度变化复杂袁 所以此处应力的调整和断层活动更容易被观测到 渊马瑾等袁圆园员圆冤遥 因此袁 选择合适的构造部位进行观测也是能否观测到亚失稳前兆的关键遥缘 结论本文选取丽江尧 芦山两次 酝杂苑郾 园 地震开展震例回溯研究袁 研究震前不同阶段震源断层及附近区域跨断层观测的前兆表现袁 并通过与亚失稳实验室研究结果类比袁 总结野外跨断层观测相关物理参数在亚失稳阶段的表现形式及变化特征袁 得到以下结论院渊员冤 丽江尧 芦山两次 酝杂苑郾 园 地震前袁 震源区在震前数年主要表现为弱变形的状态袁 发震断层附近的跨断层场地往往观测不到显著的异常变化袁但观测到了显著的同震变化袁 可能与孕震晚期发震断层处于闭锁状态有关袁 是孕震晚期断层近场应力应变积累趋于极限的表现遥渊圆冤 参照亚失稳理论及实验结果给出的差应力 原 时间过程曲线袁 发现丽江尧 芦山两次 酝杂苑郾 园地震前震中距 猿园园 噪皂 范围内的跨断层场地大多数表现出稳态 渊线性阶段冤尧 亚稳态 渊偏离线性阶段冤 特征袁 观测数据长期以准线性变化为主袁 震前 员 耀猿 年出现偏离线性的非线性变化袁 反映了断层在局部稳定应力场作用下的正常背景活动特征和受到扰动应力场后的异常活动特征遥渊猿冤 丽江尧 芦山等地震前袁 大多数跨断层场地观测的亚失稳态特征并不清晰袁 仅有个别场地观测到了与实验室岩石破裂失稳过程类似的图像遥本文分析可能与跨断层场地所在的构造位置以及观测周期有一定的关系袁 当孕震断层由应变积累阶段转为应变释放阶段尧 断层协同化作用开始时会导致附近与其构造相关联性强的断层上应力应变场的变化袁 由于断层几何结构的复杂性以及岩石介质的非均匀性袁 所以导致断层不同部位对应力应变场发生改变的响应不同遥 此外袁 由于亚失稳阶段袁 特别是亚失稳准动态阶段持续时间较短渊仅占摩擦滑动失稳全过程的 园郾 源豫左右冤袁 可能需要震源及附近地区变形场的高频观测资料遥 对于园苑源第 源 期李腊月等院 丽江与芦山两次 酝杂苑郾 园 地震震例回溯研究及亚失稳特征探讨复发周期较短的断层袁 目前的观测周期无法获得瞬态高频信息遥寻找野外观测条件下的非应力参数亚失稳特征袁 有助于亚失稳研究从实验室走向野外遥 本文基于多种变形分析方法识别野外跨断层观测在野亚失稳冶 阶段的变形特征和表现形式袁 对实际地震预测工作具有促进作用袁 但本工作还处于初期探索阶段袁 有许多问题还未解释清楚袁 有待进一步研究遥参考文献院薄万举袁谢觉民袁郭良迁 郾 员怨怨愿郾 八宝山断裂带形变分析与探讨咱允暂援地震袁员愿渊员冤院远猿 原远愿郾薄万举袁谢觉民袁杨炳顺 郾 员怨怨源郾 地壳形变测量用于地震预报的研究咱允暂援 地壳形变与地震袁员源渊圆冤院员猿 原员怨郾车兆宏袁范燕郾 员怨怨怨郾 华北地区断层现今活动速率与特征咱允暂援 地震地质袁圆员渊员冤院远怨 原苑远郾陈顺云袁宋春燕袁闫玮袁等 郾 圆园圆员郾 圆园圆园 年 员 月 员怨 日伽师 酝杂远郾 源 地震前后的基岩温度变化咱允暂援 地震地质袁源猿渊圆冤院源源苑 原源缘愿郾方颖袁张晶袁江在森袁等 郾 圆园员缘郾 用跨断层形变资料分析鲜水河断裂西北段的运动特征咱允暂援 地球物理学报袁缘愿渊缘冤院员远源缘 原员远缘猿郾郭树松袁祝意青袁徐云马袁等 郾 圆园圆员郾 汶川地震前失稳过程的重力场观测证据咱允暂援 地震地质袁源猿渊远冤院员猿远愿 原员猿愿园郾韩竹军袁虢顺民袁向宏发袁等 郾 圆园园源郾 员怨怨远 年 圆 月 猿 日云南丽江 苑郾 园 级地震发生的构造环境咱允暂援 地震学报袁圆远渊源冤院源员园 原源员愿郾黄雅袁陈佳袁金明培袁等郾 圆园圆员郾 圆园圆员 年云南漾濞 酝杂远郾 源 地震亚失稳阶段的地震活动性特征分析咱允暂援 地震研究袁源源渊猿冤院猿缘苑 原猿远远郾江在森袁祝意青袁王庆良袁等 郾 员怨怨愿郾 永登 缘郾 愿 级地震孕育发生过程中的断层形变与重力场动态图象特征咱允暂援 地震学报袁圆园 渊猿冤院源员 原源愿郾 焦青袁周俊萍 郾 员怨怨愿郾 跨断层垂直位移速率的动态演化特征与强震的关系咱允暂援 地震袁员愿渊猿冤院圆远缘 原圆苑猿郾李腊月袁邢成起袁武安绪袁等 郾 圆园员圆郾 首都圈断层活动及其与地震关系探讨咱允暂援 中国地震袁圆愿渊圆冤院员远苑 原员苑愿郾李腊月袁邢成起袁武安绪袁等 郾 圆园员猿郾 用主成分分析法综合分析首都圈跨断层形变资料咱允暂援 中国地震袁圆怨渊圆冤院圆源远 原圆缘缘郾李世念袁马瑾袁汲云涛袁等 郾 圆园圆员郾 亚失稳准动态及同震过程变形场时空演化特征实验与分析咱允暂援 地震地质袁源猿渊员冤院员 原员怨郾李玉江袁陈连旺袁刘少峰袁等 郾 圆园员苑郾 鲜水河断裂带北西段跨断层基线变化机理探讨咱允暂援 地球物理学报袁远园渊圆冤院缘缘源 原缘远猿郾刘冠中袁马瑾 郾 圆园员圆郾 鲜水河断裂带断层活动野协同化冶的演化特征咱允暂援 国际地震动态袁渊远冤院圆猿缘郾刘远征袁马瑾袁马文涛 郾 圆园员源郾 探讨紫坪铺水库在汶川地震发生中的作用咱允暂援 地学前缘袁圆员渊员冤院员缘园 原员远园郾马瑾袁杂澡藻则皂葬灶 杂 陨袁郭彦双 郾 圆园员圆郾 地震前亚失稳应力状态的识别院以缘毅拐折断层变形温度场演化的实验为例咱允暂援 中国科学院地球科学袁源圆渊缘冤院远猿猿 原远源缘郾马瑾袁郭彦双 郾 圆园员源郾 失稳前断层加速协同化的实验室证据和地震实例咱允暂援 地震地质袁猿远渊猿冤院缘源苑 原缘远员郾马瑾 郾 圆园员远郾 从野是否存在有助于预报的地震先兆冶说起咱允暂援 科学通报袁远员渊杂员冤院源园怨 原源员源郾任雅琼袁刘培洵袁马瑾袁等 郾 圆园员猿郾 亚失稳阶段雁列断层热场演化的实验研究咱允暂援 地球物理学报袁缘远渊苑冤院圆猿源愿 原圆猿缘苑郾宋春燕袁马瑾袁王海涛袁等 郾 圆园员愿郾 强震前断裂亚失稳阶段及失稳部位的特征研究以新疆南天山西段为例咱允暂援 地球物理学报袁远员渊圆冤院远园源 原远员缘郾苏琴袁杨永林袁郑兵袁等 郾 圆园员源郾 源窑圆园 芦山 苑郾 园 级地震预测思路及过程回顾咱允暂援 地震地质袁猿远渊源冤院员园苑苑 原员园怨猿郾苏有锦袁刘祖荫 郾 员怨怨苑郾 丽江 苑郾 园 级地震震源环境及其破裂过程讨论咱允暂援 地震研究袁圆园渊员冤院远愿 原苑猿郾田晓袁郑洪艳袁李腊月袁等 郾 圆园圆员郾 川滇地区主要活动断裂运动特征及地震危险性分析咱 允暂援 大地测量与地球动力学袁源员渊远冤院缘远员 原缘远苑郾 田云锋袁沈正康 郾 圆园园怨郾 郧孕杂 坐标时间序列中非构造噪声的剔除方法研究进展咱允暂援 地震学报袁猿员渊员冤院远愿 原愿员郾王双绪袁江在森袁陈文胜袁等 郾 圆园园员郾 景泰 缘郾 怨 级地震的断层形变异常及中短期预报咱允暂援 地震学报袁圆猿渊圆冤院员缘员 原员缘愿郾闻学泽袁粤造造藻灶 悦 砸袁罗灼礼袁等 郾 员怨愿怨郾 鲜水河全新世断裂带的分段性尧几何特征及地震构造意义咱允暂援 地震学报袁员员渊源冤院猿远圆 原猿苑圆郾徐锡伟袁闻学泽袁韩竹军袁等 郾 圆园员猿郾 四川芦山 苑