对1989—1996年滇西地震预测实验场相对重力观测资料按照前述方法处理后,获得绝对基准控制下的重力值,使其具有时空域上的可比性。为了分析滇西地震预报实试验场重力场在丽江MS7.0地震前后的演化过程,进一步研究重力场演化特征与地震孕育关系,本文使用逐年差分的方式获取研究区1 a尺度的重力变化特征(图2),并以1995年4月测期重力数据为基准,分别计算其与1993年以前测期的累计累积变化,获取2、3、4和5 a不同时间尺度下的重力场累积演化特征(图3)。
2.1 1 a尺度重力场差分变化
从丽江MS7.0地震前后滇西地震预报实验场1 a尺度的重力场差分变化(图2)可看出:
图2 丽江MS7.0地震前后滇西地震预报实验场1 a尺度重力场差分变化
Fig.2 Differential variation of gravity field in one-year scale in the West Yunnan EarthquakeTest Site area before and after the Lijiang MS7.0 earthquake
(1)1989年4月—1990年3月,研究区内重力场变化较小,均在±10×10-8 m/s2以内。根据平差点值平均精度,这个量级的重力场变化不能作为异常参考,可认为本年度重力场无变化(图2a)。
(2)1990年3月—1991年3月,研究区内重力场变化量值较上一期稍有增强,在空间分布上出现趋势性变化,在洱源、宾川、弥渡一带出现NS走向的零值线,总体呈现出西正东负的变化趋势,其东、西两侧出现±20×10-8 m/s2的局部重力异常(图2b)。
(3)1991年3月—1992年4月,研究区重力场变化与上一期大致相反,出现NE-SW向由正向负的趋势性变化特征,变化量值与上一期大致相当; 零值线由NS走向转为NW-SE走向(图2c)。
(4)1992年4月—1993年4月,永胜—永仁—宾川围绕的局部区域内出现重力变化最大值为-30×10-8 m/s2的负变化,零值线被向南挤压,呈EW走向。攀枝花附近正变化继续增强,其余区域无明显变化(图2d)。
(5)1993年4月—1994年4月,研究区北部丽江到永胜之间负变化稍微增强; 东侧永仁、元谋一带出现微弱正变化趋势; 西部永平、云龙区域与上一期相比,变为负异常,但量值相当; 以剑川、洱源、永胜、丽江为中心,呈现出弱四象限分布特征,零值线分布无规则,正负交界总体呈NE-SW走向(图2e)。
(6)1994年4月—1995年4月,重力变化明显加剧,以永胜、宾川为中心的整个东北区域呈现负变化,最大值为-50×10-8 m/s2; 西南侧以保山、永平为中心为正变化区域,最大值为50×10-8 m/s2,在大理、弥渡、楚雄沿线形成与红河断裂走向一致的正负变化高梯度带,零值线呈NW-SE走向(图2f)。
(7)1995年4月—1996年2月,重力空间分布特征较上一期总体呈现反向变化,在永胜、宾川一带转为局部正变化,最大值约为70×
10-8 m/s2; 保山、永平地区转为负变化,最大值约为50×10-8 m/s2; 零值线总体为NS走向,与红河断裂走向基本一致(图2g)。
总体上,连续1 a尺度重力场差分变化在1992年以前趋势平稳,之后变化趋势逐年加强,1994—1995年变化最为剧烈,当零值线与红河断裂带走向一致后,很快发生丽江地震,重力变化于震后迅速恢复。由于1 a尺度重力场差分无法看出1992年以前的重力变化是否受到丽江MS7.0地震孕震的影响,所以将1995年观测值作为基准,与1993年以前观测值作差,研究其变化的延续性。
2.2 多年尺度重力场累积变化
从不同时间尺度下的重力场累积演化特征(图3)可看出:研究区内重力变化主要发生于1994—1995年,以1995-04测期作为基准,累积变化都较为明显。从量值上分析,2 a尺度(图3a)与6 a尺度(图3e)的累积正负变化差异从110×10-8 m/s2增加到140×10-8 m/s2,负变化于3 a尺度达到极值,随着累积时长增加,主要表现为重力负异常区的扩大; 正变化量值逐步增大,但范围逐步减少。从变化趋势分析,正负变化从南正北负逐渐转为东北负西南正的趋势,零值线从WE向逐渐向与构造走向高度一致的NW-SE向转变。从分布范围分析,2~4 a尺度(图3a~c)的负变化区域以永胜为中心逐渐向南扩散至永胜—宾川—永仁一带,变化范围逐渐扩大。正变化区域主要集中于保山—弥渡,并向东延伸至楚雄—双柏一带; 5~6 a尺度(图3d~e)的负变化区域的东南侧进一步向南扩展至楚雄—双柏之间,正变化区域收缩集中于保山—弥渡一带,但量值有明显增加。
从图3可以看出,随着累积时间增加,重力场变化趋势也逐渐增强。虽然1 a尺度变化趋势的前3 a(图2a~c)重力变化较平稳,但累积变化呈现出趋势增强的现象,所以认为后期的剧烈变化是这3年重力累积变化的继承性变化。