蘆山MS7.0與岷縣—漳縣MS6.6強震前 跨斷層形變亞失穩前兆

張 希賈 鵬劉 峽秦姍蘭萬永魁

1）中國西安710054 中國地震局第二監測中心

2）中國天津300180 中國地震局第一監測中心

地震預報要取得防災減災實效，關鍵在于短—臨預報。亞失穩是斷層失穩前區域應力由積累為主轉變為釋放為主的關鍵階段，也是斷層從穩定到失穩的最后階段。馬瑾等（2012，2014）討論了震前應力積累、應力—時間過程中偏離線性、峰值后亞失穩態3 個階段的不同特點，總結失穩錯動是由斷層各部位獨立活動向協同化活動的轉化過程，偏離線性階段是應力釋放、協同作用的開始，亞失穩階段應力釋放已占據優勢。目前所獲得的亞失穩現象大多來自實驗室，而野外實際觀測的亞失穩證據仍有限。文中基于跨斷層流動形變數據，結合連續GPS、定點形變應變、小震活動等輔助資料，識別并論證了2013 年蘆山MS7.0、岷縣—漳縣MS6.6 強震前亞失穩短期或短臨前兆，總結如下。

（1）蘆山MS7.0 地震前的亞失穩短期前兆。2013 年4 月20 日蘆山MS7.0 地震發生前數月內，發震的龍門山斷裂南段寶興跨斷層水準場地逆斷加速，相鄰的鮮水河斷裂侏倭、虛墟、溝普、龍燈壩、老乾寧跨斷層綜合場地觀測到準同步壓性轉折變化?；诳鐢鄬有巫儠r空演變分析，參考連續GPS、鉆孔應變、衛星遙感、井水位、地震活動輔助資料進行機理探討，結果符合構造力學實驗顯示的亞穩態（震前半年多可能開始）—亞失穩態特征（2013年1 月開始觀測到），體現在：①蘆山震前6 個多月，震區周邊300 km 范圍內，龍門山、鮮水河、安寧河斷裂“Y”字型構造區有利于應力積累的“繼承性”斷層活動轉為“逆繼承”狀態；②震前短期階段，與震區相鄰、構造關聯的鮮水河斷裂跨斷層形變反向異常增多、增強，壓性變化加劇，灰色關聯度張壓分量時序變化與亞失穩實驗所得應力—時間過程相似（2012 年下半年拉張開始減緩、逐漸偏離線性變化，之后出現轉折、持續擠壓，2013 年1 月相對2012 年11 月壓性變化速度最快），龍門山斷裂反向變化也明顯增多（寶興場地逆斷加速可能與斷層預滑有關）；③震前數天，姑咱地震臺鉆孔應變四分量記錄到顯著的反向拉張性擾動異常，連續GPS、衛星遙感、井水位、小震活動資料也有配套性佐證（連續GPS 跨龍門山斷裂班瑪—遂寧、跨鮮水河斷裂鄉城—小金基線，2012 年第4 季度至蘆山震前均偏離原有運動速率且明顯減緩）。

（2）岷縣—漳縣MS6.6 地震前的亞失穩短臨前兆。2013 年7 月22 日岷縣—漳縣MS6.6地震前2—4 天，距震中37—70 km 的四店、毛羽溝、麻界灘跨斷層水準場地觀測到正斷性突跳占多數的新異常，四店場地（414—411）跨斷層測段變幅高達5.5 mm，為大幅異常。對這些場地所在的西秦嶺構造區跨斷層資料進行分析，結合連續GPS 觀測與小震活動等輔助信息，探討其異常機理，結果符合構造力學實驗顯示的亞穩態（可能震前4—6 個月開始）—亞失穩態特征（震前數天觀測到），表現在：①西秦嶺構造區斷層活動從有利于應力集中的逆斷性變化為主，到震前4 個月觀測到逆斷性變化不占優勢，直至震前數天正斷性變化占絕對優勢的“轉變”過程；震前數天跨斷層形變異常增多、增強，新異常場地距震區更近，總體顯示出區域應力變化及“局部化增強”特征；②反映斷裂活動趨勢演變的跨斷層灰色關聯度指標顯示，震前數天超出正常波動范圍的正斷性轉折。反映應力應變積累特性、程度的趨勢累積率則顯示，震區所在構造區域，震前幾個月先積累減緩、震前數天明顯反向；③連續GPS 觀測（震前半年內，岷縣—隴西基線、岷縣—清水基線、岷縣—隴西—武都面應變一定程度擠壓減緩）和小震活動有配套性佐證。