汶川、玉樹地震臨震波動現象的震例研究

楊立明 郝 臻 王建軍 胡永軍（中國地震局蘭州地震研究所，蘭州 730000）

汶川、玉樹地震臨震波動現象的震例研究

楊立明 郝 臻 王建軍 胡永軍
（中國地震局蘭州地震研究所，蘭州 730000）

一般來講，寬頻帶數字地震記錄中，蘊含著豐富的信息。既可以有效記錄到地震、爆破、塌陷等地球物理事件及環境變化，也可以記錄到某些來源未知或目前尚未掌握的過程，其中可能就包含著來源于臨震階段震源預活動、地殼巖層微破裂、裂隙擴展等過程的信息。對于地震、塌陷等事件，可以根據其時、頻域特征進行識別，而對于來源于震源區的預滑移、預破裂及與短臨階段相關的巖層微破裂、裂隙擴展等事件則正是臨震預報追尋的目標所在。對于這樣的目標事件，由于目前不掌握其變化特征，對其識別的方法一般是通過震例研究。即通過典型震例的反復比對分析，識別出臨震階段可能存在的疑似“事件”，并通過大量的震例和實際資料來研究該疑似“事件”在不同強震前的重現性，從而驗證該“事件”是否與強震臨震階段存在關聯。在具體的研究工作中，首先從連續地脈動波形記錄中提取各種疑似“事件”， 并利用FFT方法進行頻譜特征的研究。同時，為了定量表述地脈動記錄中不同類型疑似“事件”出現的頻度，引入活動度的概念，即按一定的時間間隔，將同一類型疑似“事件”出現的頻次累加，作為該類型事件活躍程度的定量指標，用N表示。

研究結果：

（1）汶川地震震例研究。選擇震中距19 km的都江堰臺震前連續地脈動資料，提取出震前存在的“事件”波形，利用FFT方法進行頻譜分析。在0～50 Hz頻率范圍內，通過大量“事件”波形及其不同頻段頻譜特征的反復對比研究，初步識別出震前臨震階段NS道記錄中存在的波動信息。類似事件的共性表現為相對脈動背景，“事件”幅度變化明顯，頻譜大致集中在11～16 Hz左右，形態較為整齊。

為進一步研究該類事件的主要特征，選擇震中距250 km半徑內的所有數字地震臺站及部分以遠臺站（含會理、普格、甘孜）等，共計27個臺站，對2008年1月1日至5月12日期間連續記錄進行分析研究。結果顯示，只有都江堰臺在震前14天起觀測到這種波動，NS道臨震變化活動度N值變化顯著，EW、UD向較為平穩，而震中距超過50 km的其余26個臺站，在長達5個多月時間內均未出現類似的現象。

（2）同樣的方法研究了2010年4月20日玉樹7.1級、2011年11月1日青川5.4級地震，結果均表現出類似汶川地震的特征。其中，玉樹地震震前12天，震中距46 km的玉樹臺記錄到臨震波動現象，EW向變化顯著；其余9個震中距超過50公里的臺站沒有記錄到。而青川地震震前13天，震中距8 km的青川臺記錄到臨震波動現象，UD向變化顯著；其余14個震中距超過50 km臺站沒有記錄到臨震波動現象。

結論和討論：

（1）汶川、玉樹、青川等3次震例均存在臨震波動現象，表現為存在類似的頻譜、時間、空間特征，具有重現性。

（2）臨震波動現象的主要特征：頻率范圍較寬，優勢頻率集中在11～16 Hz左右，頻譜形態較為整齊；出現在震前12～14天；震中距50 km范圍內的臺站有可能記錄到臨震波動現象，超過50 km臺站一般記錄不到；具有方向性，表現為活動度N值變化顯著的方向可能與未來地震的發震斷層、余震展布及震源位置較為一致。

（3）有關機理的討論：臨震波動現象是否來源于震源區的預滑移、微破裂、裂隙擴展等事件，尚難以確定；但3次震例表現出臨震波動的方向性，即臨震波動活動度N值變化顯著的方向與發震斷層、余震展布及震源位置較為一致的現象，可能意味著該現象具有進一步深入研究的價值。