实践表明,分析重力场的动态变化图像能够捕获地震前后重力场变化特征。将处理后的2010年7月～2012年3月的重力资料做出差分动态变化等值线图进行分析研究,如图2所示。虽然宁蒗—盐源5.7级地震的震中区域没有流动重力实测点位通过,但川滇测区的流动重力点位邻近该区域,重力变化等值线图仍然能够较为真实的反映出震前的重力场时空动态演化特征。

(1)2010年7月～2011年2月

该时段川滇测区虽然没有公共点,有一定的误差,但是以绝对重力点为起算基准,算出的结果能够反映出重力场变化情况。四川和滇东测区出现了较大面积的重力负值异常区域,且变化数值较大,最大值约-1 200 nm·s^-2,异常区域主要分布在安宁河—则木河断裂带区域,等值线较为密集,这与该时段该区域发生较多的地震 四川省地震局—震情速递.http://www.scdzj.gov.cn/xwzx/zqsb.是相对应的。四川的宝兴—石棉区域和德阳—成都区域呈重力正值变化,形成了面积较小、变化数值较小的重力正值闭合等值线区域; 丽江—攀枝花—昆明区域西南部的滇西测区呈重力正值变化,变化数值不大,等值线较为稀疏。宁蒗—盐源区域和宁蒗—盐源5.7级地震震中位于川滇菱形块体中部南侧,是重力负值变化区域,西边邻近重力变化0等值线,等值线相对密集,等值线负值变化数值向盐源方向逐步增大,在盐源县城附近重力变化值约-600 nm·s^-2,属于重力负值异常区域(图2a)。

(2)2011年2月～2011年8月

川滇测区的重力变化情况与上一个时段相比,发生了一个较大的逆转。四川和滇东测区在攀枝花—盐源区域之间有一小块区域继续保持数值较小的重力变化负值,其它区域几乎全部是重力变化正值区域,出现了多处重力正值变化异常:在

F₁:龙门山断裂; F₂:鲜水河断裂; F₃:盐源弧形断裂; F₄:安宁河断裂; F₅:则木河断裂;

F₆:元谋—绿汁江断裂; F₇:小江断裂; F₈:洱源—鹤庆断裂

石棉—康定区域是重力正值闭合等值线,出现数值较小的重力变化正值异常区域,等值线分布稀疏; 汶川地震余震区出现重力正值变化异常区域,等值线分布较为密集,在都江堰—北川—青川方向形成重力等值线变化梯度带,青川没有实测的流动重力点通过,但从等值线在北川地区变密的趋势来看,青川地区的重力变化应该是较大的,该梯度带及其附近发生了多个地震,震级较大的是2011年11月1日青川文县5.4级地震和2011年12月26日彭州4.8级地震; 滇东测区重力正值变化较小,没有出现重力正值变化异常区域。滇西测区则由上一个时段的重力正值变化转为重力负值变化,变化数值不大,等值线分布稀疏。宁蒗—盐源区域的重力变化值由上一个时段的负值变化转为正值变化,变化幅度较大,在盐源县城西南区域正值变化数值最大,达800 nm·s^-2,出现了等值线较为密集的高值异常梯度带,该梯度带延伸到了西昌、普格、宁南和雷波地区,其中宁南—雷波梯度带邻近2012年9月7日彝良5.7、5.6级地震震中区域,可能是该地震的活动对此梯度带的形成施加了影响。宁蒗—盐源—西昌—普格—宁南梯度带紧靠重力变化0值线,0值线在盐源地区呈圆弧形的转折,该梯度带及其附近地区宁蒗—盐源5.7、5.6级地震的震中在此时段等值线数值相对较小,密度相对稀疏(由于震中位置没有实测点位通过),但是处于高值异常梯度带上,说明这个时段内宁蒗—盐源区域的构造断裂带活动较大,使该地区的地壳结构状态和密度发生变化,直接表现在该地区的重力变化在短期之内较大,同时也说明该地区的重力正值变化始于2011年下半年(图2b)。

(3)2011年8月～2012年3月

这个时段四川测区的康定—泸定小块区域继续重力正值变化并形成闭合等值线区域,康定地区的等值线分布较为密集; 理县—汶川—都江堰区域小块区域是闭合的,是数值较小的重力正值变化等值线区域; 川滇测区交界的中甸—木里—普格—米易—东川—武定—永仁—云龙所包围的区域呈数值较小的重力正值变化且等值线较为稀疏,曲靖以南、路南以东区域也是低值重力正值变化区域。整个川滇测区重力正值变化区域面积较小且分散,主要分布在川滇交界地区和滇东地区,重力负值变化区域占主要面积,图形变化情况与图2b大致相反,类似于图2a,只是重力负值变化数值较小。宁蒗—盐源地区继续上一个时段的重力正值变化,变化的数值变小,约200 nm·s^-2,处于重力正负变化值交界区域附近,分布着稀疏的重力正值变化等值线,宁蒗—盐源5.7级地震的震中区域邻近重力变化0值线,其重力变化数值约100 nm·s^-2,这说明在临震前约3个月宁蒗—盐源地区的重力变化虽然持续增加,但是增加量已经变小(图2c)。

(4)2011年2月～2012年3月

由于川滇测区重力正值变化是从2011年2月开始的,所以从1 a的尺度来分析震前的重力变化情况。从图2d可以看出,从2011年初到2012年初,川滇测区的重力主要以正值变化为主,在马尔康—宝兴—康定北部—道孚区域、北川—都江堰—成都东侧和滇西区域是重力负值变化区域,且数值不大。在重力正值变化区域出现异常的是康定地区和西昌—盐源区域:康定地区重力正值变化等值线密集,形成闭合区域,靠近0值线; 西昌—盐源区域重力变化正值等值线密集,形成闭合区域,等值线密集方向向宁蒗方向延伸,宁蒗—盐源5.7级地震的震中区域位于西昌—盐源区域附近,邻近重力等值线0值线,等值线分布稀疏,重力变化数值较小,约100 nm·s^-2,但这是由其附近川滇重力实测点重力变化辐射过去的,从重力变化等值线的分布趋势来看,如果该处有实测点位,等值线的分布也会比较密集。这说明在2012年上半年川滇测区虽然以重力负值变化为主,但是长时间尺度来看还是重力变化增加; 宁蒗—盐源地区在震前重力正值变化增加速度变慢,形成了重力变化等值线梯度带,聚集了较多的能量。

重力段差时序变化能较好的反映跨断裂地段的重力动态变化。虽然宁蒗—盐源5.7级地震震中区域没有重力实测点位通过,但在震中西北约9 km有一条小活动断裂延伸到滇西测区,太安—白汉场新测段跨过该断裂。震中附近的断裂带还有:东北方向约30 km的博科—木里断裂,东南方向约33 km的小金河断裂及一些小活动断裂,西南约45 km和58 km的洪门口断裂和大具断裂,由于这些断裂带没有布设流动重力点,不能直接研究震前各断裂带的活动变化,但是相邻断裂带的活动是互相影响的,所以在川滇测区各选取与震中附近断裂带相邻的活动断裂带两侧的重力点位,通过研究这些点位的段差变化来研究震中附近断裂带的重力动态变化。盐源弧形断裂西南段与博科—木里断裂和小金河断裂接壤,其跨断层测段是盐源—黄草; 洱源—鹤庆断裂与小金河断裂接壤,其跨断层测段是龙山—丽江新。选取上述点位测段和与这些点位相邻而又不跨断裂带的流动重力点位测段(黄草—格萨拉、丽江新—太安、飞崖—龙山、丽江台—丽江新)的段差求出以起始变化值为0的相对变化量,以下盘相对上盘的变化为基准作出重力段差变化图(图3)进行分析研究。

从图3可以看出,2010-07～2011-08时段跨断裂段差变化曲线的变化方向不一致,其变化值没有明显变化,但在震前2011-08～2012-03时段,段差值变化的方向却一致增大,太安—白汉场新测段的变化值有明显变化,约660 nm·s^-2,其它段差变化值则较小。从图3b可以看出,在2010-07～2011-02时段,非跨断层变化段差变化值方向虽不同,但是变化数值都较小; 2011-02～2011-08段差变化值朝减小方向发展,飞崖—龙山段差变化值相对较大,但不超过300 nm·s^-2; 在2011-08～2012-03时段,各段差变化继续向减小方向发展,丽江新—太安测段变化较为显著,约500 nm·s^-2,而其余测段的段差值变化量相对较小。由于地震发生之前,横跨发震构造的测段,重力段差值可能发生明显的变化,与发震构造无关的测段,重力变化值不大(吴兵,马丽,1982)。宁蒗—盐源5.7级地震震中西北小活动断裂带的太安—白汉场新测段在震前重力段差值变化明显,其相邻测段丽江新—太安测段段差虽然没有跨过断层,但受太安点影响,段差变化也较为显著,而同处断裂带一侧的非跨断层测段丽江台—丽江新测段段差值变化数值则变化相对较小,不超过300 nm·s^-2,这说明该断裂是与发震有关的构造,该断裂带和震中附近断裂带的活动对地震的孕育、形成和发生起到了很大的作用; 其余盐源弧形断裂和洱源—鹤庆断裂由于跨断层和非跨断层段差变化都不是特别显著,所以其构造运动与该地震无关,反而该地震的孕震活动通过小金河等断裂带的活动对其构造运动产生了影响,引起了它们的重力场的变化,使这些跨断裂测段段差值在震前一致增加,非跨断裂测段段差值则在震前一致减小。