基金项目:青海省地震科学基金项目(2016A01)资助.
(Earthquake Administration of Qinghai Province,Xining 810001,Qinghai,China)
Menyuan MS6.4 earthquake; seismometry anomalies; earthquake judgment
备注
基金项目:青海省地震科学基金项目(2016A01)资助.
对2016年1月21日门源6.4级地震前出现的测震学异常进行跟踪分析,发现震前主要以中长期异常为主,其中青海地区6级以上地震超长平静异常显著,祁连地震带3级以上地震频次和b值时间扫描存在异常,地震平静特征参数Wq值虽然在空间上有一定的指示意义,但在该震前无显著的短临异常。综上,在震情判定过程中采用阶段性渐进式地震预报思路也是有效的。
Through tracking on the seismometry anomaly of Menyuan MS6.4 earthquake on Jan.21,2016,we find that the seismometry items mainly show the middle and long term anomaly before the earthquake,such as the over-long quiet period of M≥6.0 earthquakes in Qinghai area is significant,the occurrence frequency of M≥3.0 earthquakes in Qilian seismic belt and the spatial scanning of b value show anomaly before the Menyuan MS6.4 earthquake. Although the seismic quiet characteristic parameter Wq value has a certain meaning in space,it didn't show the short-impending anomaly. In summary,using progressive ideas to predict the earthquake in the process of earthquake judgment is effective.
引言
青海及其邻区主要位于新生代以来地壳运动强烈的青藏高原中北部及其东北缘,境内地质构造规模大、活动性强,深大断裂发育,因此,也是我国地震多发地区之一。2010年4月14日青海玉树发生7.1级地震后,青海地区中强以上地震处于弱活动状态,其中6级以上地震出现超长时间的平静,直到2016年1月21日门源6.4级地震的发生才打破了69个月的平静。此次门源6.4级地震发生在祁连地震带上的年度危险区内,且在震前出现一些中长期测震学异常。特别是在门源地震前同一个构造带,相距110 km处发生了2015年11月祁连5.2级地震,也预示着祁连地震带可能进入5级地震相对活跃的时段,在5级地震丛集活动时段发生多次5.5级以上,甚至6级以上地震的特点比较明显①。本文将对门源6.4级地震前的震情趋势判定工作进行回顾总结和思考,吸取经验教训,以期为今后提高预报水平提供参考。
1 异常分析与回顾
1.1 青海地区6级以上地震的超长平静异常1930年以来青海地区6级以上强震活动经历了6个活跃时段(图1),每段活跃时间分别持续5~11年。活跃时段分别是1934~1941年、1947~1952年、1959~1963年、1971~1981年、1986~1995年和2000~2004年,活跃时间分别持续了8年、6年、5年、11年、10年和5年。根据6级以上地震“活跃—平静”特征分析认为(张国民,1987; 张敏等,1998; 朱丽霞等,1998; 马文静,黄泽荣,1999),2008年11月10日大柴旦6.3级地震、2009年8月28日大柴旦6.4级地震和2010年4月14日玉树7.1级地震的发生表明青海地区应处于一个6级以上地震相对活跃的时段,该区仍存在发生6级以上地震的背景。但是,自2010年玉树7.1级地震后,青海地区6级以上地震却出现了平静,且5级以上地震也处于弱活动状态。青海地区是一个多震地区,6.0级以上地震年平均发生率为0.69次,复发周期为1.7 次/年。经分析认为玉树7.1级地震后的6级地震平静非常的突出,于是我们在2014年度趋势会商会提出了“背景性异常,当时6级以上地震平静已达3.5年(42个月)②”的判定意见,之后持续平静,达到1970年以来最长平静期5.8年(69个月)最终由门源6.4级地震打破了该平静,如图2所示。
图1 1930年以来青海地区MS≥6.0地震M-t图
Fig.1 M-t diagram of MS≥6.0 earthquakes in Qinghai region since 1930图2 1970年以来青海地区MS≥6.0地震时间间隔Δt-t图
Fig.2 Δt-t diagram of MS≥6.0 earthquakes in Qinghai region since 19701.2 祁连地震带6级以上地震显著平静祁连地震带是历史上的中强震频发的地区,自1900年以来,该带5级以上地震丛集活跃和平静交替活动特征比较明显(图3),1927~1934年、1951~1962年、1980~2003年都出现了5级以上地震的丛集活动现象。2003年10月25日民乐6.1级地震后,出现5.5级以上地震平静 青海省地震局.2010.2011年度青海省地震趋势研究报告.,2008年3月30日甘肃肃南5.0级地震打破5级以上地震长达4年零5个月的平静,之后又发生了2009年10月2日甘肃肃北5.2级地震、2013年9月20日门源5.1级地震和2015年11月23日祁连5.2级地震(图3),而6级以上地震在本次门源地震前已平静12年(图4)。
图3 1900年以来祁连地震带MS≥5.0地震M-t图
Fig.3 M-t diagram of MS≥5.0 earthquakes in Qilian earthquake zone since 1900图4 1980年以来祁连地震带MS≥6.0地震M-t图
Fig.4 M-t diagram of MS≥6.0 earthquakes in Qilian earthquake zone since 19801.3 测震学参数中长期异常祁连地震带地处青海省东北部地区,该区中小地震活跃,地震监测能力也相对较高,多年来我们利用地震目录,按12个月窗长1个月步长,除了进行频次和b值参数的时间扫描计算研究,还研究了青海东北部地区地震平静特征参数Wq值 青海省地震局.2012.2013年度青海省地震趋势研究报告.。
2015年10月通过对祁连地震带3级以上地震进行频次的时间扫描计算,明确提出了自2012年下半年3级以上地震出现低频次异常,2013年门源5.1级地震前出现回返,震后再次出现低值异常,并有回返趋势的中长期异常(图5a)。笔者选取该地区2级以上地震进行b值时间扫描计算,发现2013年初祁连地震带出现b值低值,已回返到均值线以上的异常(图5b),根据以往震例总结,低b值回返后可能对应祁连地震带6级以上地震。
笔者对青海省东北部地区(34°~40° N,96°~104° E)进行平特征静参数Wq值的空间扫描研究,发现Wq值对该区域内6级以上地震有很好的对应(张军等,2002; 王培玲,孙丽,2008,),该参数被应用于多年的年度趋势判定工作中。通过对Wq值的计算研究发现,2011年11月青海东北部地区出现Wq值异常(图6a),之后异常区域经历了不断扩大—缩小—扩大—缩小的演化,最终在祁连—天峻—共和—门源区域内形成了Wq值异常显著变化区(明显收缩区,如图 6b~d所示)。因此,判断Wq值异常显著变化区域附近可能是未来发生6级以上地震的危险区 青海省地震局.2013.2014年度青海省地震趋势研究报告.。 之后,该异常持续,直到2014年11月异常区收缩并集中在门源地区 青海省地震局.2014.2015年度青海省地震趋势研究报告.(图 6e)。截至2015年10月,由于该异常提出时间已有4年,一直没有6级以上地震发生,远远超过了以往震例对应时间,因此取消了该异常。
1.4 显著地震2014年10月~2015年10月,青海地区3级以上地震活动呈现出唐古拉地区和西北部活跃,而祁连地震带活动弱的格局,在此背景下,2015年11月23日发生了祁连5.2级地震,该地震不仅发生在祁连地震带6级以上地震已平静12年的突出异常背景下,而且也发生在5级以上地震已进入活跃时段内。通过计算视应力值,发现祁连5.2级地震的视应力值略高于2014年10月2日青海乌兰5.1级地震和2015年10月12日玛多5.1级地震的视应力值,表明祁连地震带应力积累相对较高。分析以往祁连地震带丛集和平静活动特征,认为祁连5.2级地震的发生预示着未来祁连地震带5级地震可能进入相对活跃的时段,判断在祁连地震带5级丛集活动时段发生多次5.5级以上、甚至发生6级以上地震的特点比较明显 青海省地震局.2015.2015年11月23日祁连MS 5.2地震序列及后续地震趋势分析报告.。
2 结论与讨论
从以上震前明确提出的测震学异常,以及据此做出趋势判定来看,中长期震情趋势判定是准确的,而且也说明多年来总结的经验和使用的测震学方法是正确有效的。但是结合以往成功预报地震的实例,我们发现这次地震前的趋势判定工作中存在一些偏差,主要存在以下几点不足:
(1)对6级以上地震超长平静背景下的异常认识不足。门源6.4级地震前青海地区6级以上地
震已平静了69个月,成为1970年以来的最长平静期。在这样显著的异常背景下,因为异常提出的时间较早,但并未发生地震,而否定提出的异常。说明我们对于6级以上地震超长平静背景下的异常认识还不足,对以往6级以上地震平静期内的地震活动状况研究还不深入和全面,还需要继续开展相关研究,积累经验。
(2)对根据历史资料判定趋势的局限性认识不足。门源地震所处的祁连地震带是监测能力相对较强地区,也是中小地震活跃地区。根据以往研究(刘小凤等,2005),在祁连地震带有些中强震发生前,门源地区或青海北部地区曾出现了震群活动。如1986年门源6.5级地震前,门源地震台在1985年5月和1986年4月先后记录到2次震群活动 青海省地震局.2009.青海省中小地震(序列)类型及区域特征研究报告.。特别是2003年10月25日民乐—山丹6.1级地震前,8月30日~9月1日门源地震台记录到了一起震群活动,其参数计算符合前兆性震群的判定指标,这成为实现民乐―山丹6.1级地震成功短期预报的依据之一(陈玉华等,2008)。
回顾2013年10月自明确提出青海省6级以上地震平静异常后,青海地区2014年没有发生显著的地震活动事件,直到2015年1月发生了茫崖和玉树2次震群事件,5月30日后青海地区4级以上地震平静,10月12日玛多5.2级地震打破了4级以上地震平静,接着11月23日发生了祁连5.2级地震,12月27日发生了玛沁震群,从时间进程上可以看出发生6级以上地震的时间紧迫性增强的迹象非常的明显,但对发震地点的指示不明显。根据以往震例分析,玛沁地区发生前兆震群后最短3个月对应唐古拉地区或库玛地震带发生的中强以上地震(陈玉华等,2013)。这表明发生6级地震的可能性进一步增强,但无法在祁连地震带做出短临预报。因此,我们利用历史地震资料判定趋势仍存在局限性,还需要通过积累,深入全面地认识这些历史地震资料。
(3)数字地震资料的应用研究不足。2008年以后青海省数字地震观测台网才正式运行,积累了一些中小地震的数字地震波形资料,也开展了一些相关研究,虽然我们已经发现玉树地震前的前震波速比出现高值(姚家骏等,2012)和祁连5.2级地震视应力值相对较高等现象,但是这些异常现象是否是中强震前共性特征?超长平静与活跃阶段内中小地震的震源参数特征有何区别?各区带中小地震的震源参数特征等仍处在经验的积累阶段,都需要我们继续深入的研究。
门源6.4级地震的趋势判定工作暴露出过多的依赖以往震例经验和对数字地震资料研究的不足。今后需要对超常强震异常背景性下发生的显著地震事件应重新认识,不能局限于震例经验。本次门源6.4级地震具有其特殊性,为今后开展相关研究提供了思路。在目前地震成功预报难题仍未被攻克的阶段下,每一次地震都为我们提供了研究目标,只有总结好、研究透每一次地震,多年后才能在特定的地区、特定的条件下实现短临预报。
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