青海玉树7.1级地震异常及其思考＊

陈玉华 马玉虎 杨晓霞 马 震屠泓为 刘文邦 王培玲 张晓青

（青海省地震局，西宁 810001）

青海玉树7.1级地震异常及其思考＊

陈玉华 马玉虎 杨晓霞 马 震屠泓为 刘文邦 王培玲 张晓青

（青海省地震局，西宁 810001）

玉树7.1级地震前，青海南部—西藏东部大范围区域存在6级、5级及ML4级地震空区，主震前130min发生了4.7级直接前震。2009年11月以来，青海境内又显现多项较为突出的前兆观测异常。总结认为这些异常应属玉树7.1级地震异常。尤其是多震级档地震空区配套出现，表明该区应力处于逐级闭锁状态，对大震孕育区域有很好的指示意义，可作为今后大震跟踪的重要依据。

玉树地震；地震异常；前兆异常

引言

2010年4月14日7时49分青海省玉树州府所在地发生7.1级地震，致使2 698人遇难，270人失踪，90%的建筑物倒塌或严重毁坏。这是青海地震史上死亡人数最多、经济损失最大的一次地震事件。震前青海省地震部门注意到该区一些地震活动性异常，如2010年度青海省地震趋势研究报告中提出①青海省地震局.2010年度青海省地震趋势研究报告.2009年11月，中国大陆西部（青海南部—西藏东部）存在6级、5级、4级地震配套出现的地震空区。2010年3月31日月会商意见中明确指出②青海省地震局.2010年4月月会商意见.2010年3月31日，这种多震级档配套出现的地震空区是大震孕育的背景性异常。另外，玉树地震前还看到一些突出的前兆短临变化。但由于该区台网布局稀疏，多数前兆异常点距离较远，震前无法对这些前兆异常的孕震区域进行有效的判断。

1 地震活动性异常

1.1 同区域、多级别地震活动依次出现大范围平静，形成多震级档配套的地震空区，显示出中长期、中期异常特征

玉树7.1级地震发生在青海东南部地区，该区地质构造复杂、新构造运动强烈，历史上是一个多震的区域。而1995年12月18日青海玛多6.2级地震后，青海南部—西藏东部大面积6级以上地震出现平静状态，图1a为该时段中国大陆西部6级以上地震分布及平静区内M－t，清晰地反映出该区6级以上地震活动状态。该平静区符合陆远忠［1］“地震背景空区”的判断指标。在空区形成过程中，其边缘先后发生过2001年昆仑山口西8.1级地震和2008年汶川8.0级地震，成为该空区最大的两个围空地震。汶川地震发生半年后，该空区内仍无6级以上地震发生，持续平静。陈玉华等［2］研究表明，该空区无解体迹象，还应注意该区7级以上地震的可能。本次玉树7.1级地震就发生在该空区内。

图1 玉树7.1级地震前多震级档地震空区。（a）1995年12月20日—2010年4月13日6级以上地震平静区；（b）2007年5月8日—2010年4月13日5级以上地震平静区；（c）2009年5月11日—2000年4月13日4级以上地震平静区

2007年5月7日西藏妥坝5.6级地震后，该区域5级以上地震出现平静，该平静区略小于6级地震平静区，有往未来震中区收缩靠拢的迹象（图1b）。从围空的震级及空区形成时间看，该空区可称为“孕震空区”。

2009年5月11日后该区ML4级以上地震开始平静（图1c）。这样6、5及ML4级以上地震空区逐渐配套出现。

在昆仑山口西8.1级地震的震例总结中，我们看到了震前这种多震级档地震空区配套出现的现象［2－3］，其他一些地震研究者也注意到了这种地震空区现象［4－6］，我们在做汶川8.0级地震总结时［2］此种现象再次出现。研究认为，这种多震级档地震空区的出现应该预示着大震孕育的先兆，可作为7级以上地震孕育的背景性前兆异常，对孕震区域有较好的指示意义。根据这一思路，青海省地震局预报中心在2010年3月31日月会商意见中提出了该图像是大震的背景性异常的预测意见①青海省地震局.2010年4月月会商意见.2010年3月31日。

1.2 青藏高原高频次活动背景

2008年5月12日汶川8.0级地震后，青藏高原（图2虚线圈出范围）5级以上地震活动呈现出高水平活动态势，2008年6月—10月青海唐古拉山、西藏班戈、仲巴及当雄地区先后发生5级强震群活动，接着11月10日青海大柴旦发生6.3级地震，此后5级以上地震平静8个月。2009年7月西藏那曲5.6级地震后，青藏高原地震活动出现增强态势，至2010年玉树7.1级地震仅10个月的时间内先后发生5级以上地震16次，高于2000年以来的活动水平（图2b），形成了很强的地震活动背景。

图2 青藏高原地震情况。（a）青藏高原2008年6月—2010年4月5级以上地震分布；（b）青藏高原1990年—2010年4月5级以上地震N－t曲线（由12月窗长，1月步长扫描而得）

1.3 地震参数扫描异常

玉树位于青藏高原的唐古拉地震带（图3a圈出部分），震前该地震带ML3级以上地震12个月窗长1个月步长时间扫描出现多项异常。由图3b可见，2008年开始出现的高频次异常为1990年以来之最；7.1震前缺震异常突出；3月24日青藏交界聂荣5.7、5.5级地震打破了唐古拉地震带持续20个月的5级以上地震平静，显现出新的活跃时段开始了。

1.4 直接前震

玉树7.1级地震前，4月14日5时39分59秒该震中区发生一次M4.7级地震，截止到6时56分46秒区内还记录到15次 ML1.0～1.5级地震（图4）。该次地震成为7.1级地震的直接前震。

图3 唐古拉地震带情况。（a）唐古拉地震带范围示意图；（b）唐古拉地震带ML≥3级地震时间扫描曲线（由12月窗长，1月步长扫描而得）

图4 玉树7.1级地震M－t图（2010年4月14日00时—24时）

2 前兆观测异常

玉树地区地震前兆监测能力较弱，但震前从大范围前兆观测中还是看到了一些台项较为突出的短期—短临变化（表1），也一直作为主要异常在跟踪。虽然震前无法将这些异常与玉树地震联系起来，但震后回顾性研究认为这些异常应该是反映了玉树地震的前兆信息。

2.1 玉树井孔水温（△＝35 km）

该测项为“十五”数字前兆资料，2007年8月开始观测，同年10月后资料开始趋于稳定。2008年3月17日下降，3月27日回升，幅度约0.03℃。分析认为，此异常变化可能与汶川8.0级地震有关（玉树台距汶川地震△＝670km）。2009年11月21日—30日又出现0.02℃下降变化，31日后恢复正常走势；2010年1月20日—2月3日测项再次出现0.03℃的下降变化，两次变化形态和幅度均与汶川地震前极相似（图5），玉树7.1级地震该测项出现同震下降变化，这是震前一直关注的一项异常，也是距玉树地震最近的异常。

表1 玉树7.1级地震前兆异常统计分析

图5 玉树井孔水温异常变化

2.2 德令哈井孔水温（△＝480 km）

该测项也为“十五”数字前兆资料，2007年6月开始观测，2008年1月后资料开始趋于稳定。汶川地震前，2008年5月10日—11日上升0.02℃。2009年5月16日—19日再次上升0.02℃，之后在高值持续，6月16日—17日突降0.01℃，2009年8月29日距该测点140km的大柴旦发生6.4级地震。2010年4月2日—3日上升0.01℃，14日发生玉树7.1级地震（图6），分析认为德令哈井孔水温突变与周边强震有较好的对应关系。

2.3 循化水氡异常（△＝610 km）

循化水氡为模拟观测，2006年10月由于原测点改造，重新选点观测，2007年资料稳定，形成较好的年变形态。2008年2月13日—5月4日测值快速上升，幅度达10.3 Bq/L。汶川8.0级地震后缓慢下降，年变消失。2010年3月30日—4月6日再次快速上升4.3Bq/L，玉树7.1级地震后持续高值水平（图7）。

图6 德令哈井孔水温异常变化

图7 循化水氡异常变化

2.4 平安电磁波异常（△＝620 km）

平安电磁波在1994年共和系列强余震预报中起到过关键性作用。1999年后强脉冲多次对应省内强震，有较好的预测效果。2009年12月以来平安电磁波持续出现强脉冲信号，青海省预报中心高度关注此项异常。玉树7.1级地震后，这种强脉冲信号消失（图8）。

2.5 乐都水平摆倾斜东西向异常（△＝630 km）

该测项为“十五”数字前兆资料，2007年6月开始观测，资料较为稳定。2009年9月17日—11月9日出现快速西倾，幅度达4 656ms。11月10日后出现转折，该项异常经过多次现场及电话落实，排除人为和干扰因素，确认为地震前兆异常，认为可能是玉树7.1级地震的中短期异常（图9）。

另据四川省地震局资料，距玉树7.1震中614km的康定二道桥55泉水温1998年以来十多年保持在40℃左右，2009年9月17日该温泉水温突升2℃后，水温一直维持在4 2℃高值，2 0 1 0年3月2 6日水温回落至40.5℃。4月14日发生玉树7.1级地震，震后4月22日回升至41℃，目前保持该温度。分析认为该异常可能与玉树7.1级地震有关。

3 讨论与思考

图8 平安电磁波异常变化

图9 乐都水平摆异常变化

（1）玉树地区位于青海南部，属于青藏高原腹地。该区地质构造复杂，大型活动断裂较多，历史上是一个中强地震的活跃地带。然而，这里又属于高海拔区，地震台网也十分稀疏，尤其缺少前兆观测台网，一直以来被定性为无监测能力地区。近些年，国家实施“十五”、“十一五”计划，台网布设有所增加，但距研究所需相差甚远。本次玉树7.1级地震前青海省地震局看到了一些震兆异常，尤其是地震活动图像的演变提示了该区有大震孕育的背景。7.1级震前130min震区发生了一次4.7级地震，青海省地震局紧急会商依据地震空区的演变过程，明确给出“注意信号震的可能，跟踪青海中南部—藏东地区大震危险性”的预测意见①青海省地震局.临时会商意见.第4期，2010年4月14日07时，但没有足够近场区前兆观测资料的支持，不可能实现短临预报。

（2）玉树7.1级地震孕育经历了中长期、中期及短期的演化过程。地震活动性表现出中长期—中期异常，其中5级、4级地震空区的形成时间与青藏高原中强地震活动增强和唐古拉地震带时间扫描异常时间上具有同步性，反映出中期异常特征。前兆表现出短期及短临异常。

（3）地震空区配套出现。大震前地震活动图像研究认为［2－6］，7级以上地震孕育伴随着多震级档地震空区配套出现的演化过程，且随着震级的减小空区逐渐缩小，有向未来震中收缩的迹象。本次玉树7.1级地震的孕育演化继续显现这一特点，可能是大地震孕育过程中应力在震源区由大到小逐级闭锁过程的直接表象。

（4）玉树7.1级地震前兆异常虽然不多，但其具有异常形态突出、变化幅度大的特征。

（作者电子信箱，陈玉华：qhchenyh＠163.com）

［1］陆远忠，宋俊高.地震空区与地震预报.北京：地震出版社，1989

［2］陈玉华，马震.8级特大地震前地震活动平静特征——以中国大陆西部近期两次8级地震为例.高原地震，2008，20（4）：1－－7

［3］陈玉华，李永强，王培玲，等.2001年11月14日青海省昆仑山口西8.1级地震，中国震例（2000～2002）.北京：地震出版社，2008：426－－524

［4］孙家林，曹井泉.2001年11月14日昆仑山口西8.1级特大地震孕育过程及中强地震活动图像演化.西北地震学报，2003，25（1）：28－－34

［5］董治平.昆仑山口西8.1级地震前地震活动性异常及其思考.地震学报，2003，25（2）：205－－210

［6］张晓东，张永仙，吕梅梅，等.青海昆仑山口西8.1级地震时空强有序特征探讨.地震学报，2003，26（6）：583－－599

The seismic anomalies of Yushu MS7.1 earthquake and some relevant thoughts

Chen Yuhua，Ma Yuhu，Yang Xiaoxia，Ma Zhen，Tu Hongwei，Liu Wenbang，Wang Peiling，Zhang Xiaoqing
（Earthquake Administration of Qinghai Province，Xining 810001，China）

Before the Yushu MS7.1earthquake，there were seismic gaps of earthquakes with MS6，5and 4respectively in southern Qinghai and eastern Tibet，but an earthquake of M4.7occurred just 130minutes before the main shock.There had been many obvious earthquake precursors in Qinghai Province since November 2009.It is concluded that these precursors belong to the anomalies of the Yushu MS7.1earthquake.Especially，the multi－magnitude seismic gaps showed that the area was progressively locked，suggesting earthquake preparation，so it can be regarded as an important basis in forecasting the place of future large earthquakes.

Yushu earthquake；seismic anomaly；precursory anomaly

P315.75；

A；doi：10.3969/j.issn.0235－4975.2010.11.004

2010－07－08；

2010－08－26。

中国地震局地震科学联合基金（106086）。