唐山7.8级地震前的震中迁移与远台前兆的关系

郭增建，郭安宁

(中国地震局兰州地震研究所，兰州 730000)

唐山7.8级地震前的震中迁移与远台前兆的关系

郭增建，郭安宁

(中国地震局兰州地震研究所，兰州 730000)

以震中迁移始发点的前兆讨论了唐山7.8级地震震中位置的预测，并以此为例分析了汶川8级地震和芦山7级地震的前兆问题。另外，从震中迁移延长线上的前兆来讨论了唐山大震的发生时间。

震中迁移；始发点；远台前兆；震中迁移延长线；唐山7.8级地震预测

0 引言

1976年7月28日发生的唐山7.8级大震已过去38年了。为了从与该地震有关的现象中再进一步挖掘有用的前兆，以对今后的大震预测带来参考意义和价值。本文仅从震中迁移配合远台前兆来讨论对唐山大震的预测问题，并进一步分析了2008年汶川8级地震和2013年芦山7.0级地震的相关问题。以往远台前兆与发震震中直接进行联系的相关研究与讨论较少，所以本文的研究对未来大震预测工作有一定的参考作用。

1 由震中迁移始发点上的前兆进行地震预测

1989年我们在《灾害物理学》中指出[1]，在昔日震中迁移始发点上(称为震迁穴或始迁穴)出现前兆可作2个预测方案：一个是始迁穴附近可能有5级以上地震(震级上限不定)，一个是昔日震中迁移所至地区可能有5级以上地震(震级上限不定)。这个观点是从1975年海城7.3级大震前金县短水准异常对应了海城大震总结出来的。在历史上金县发生5级以上地震后震中曾迁至营口(5级以上)。金县至海城大震的震中约200 km。对于1976年唐山7.8级大震来说，1976年1月19日10：00左右辽宁省丹东市港务局两位同志看到鸭绿江边喷水气2次。第1次喷出气柱高达10 m，持续了5 min，第2次喷出水气柱高达5 m，喷了1 min。1976年7月26日(唐山大震前2 d)，在上述喷水处附近的江边发现，在长100 m、宽20 m的范围内，又出现了剧烈的翻花、冒泡，并见有多处喷出水气柱，高达0.3 m，这次异常现象持续了3 h多。后经丹东市地震办公室观测核实，发现喷水处有一直径为13 cm的水气孔。上述丹东的异常点距唐山约500 km。以上现象可用文献[1]的观点来与唐山大震的震中相联系。即在历史上1944年12月19日丹东附近鸭绿江口发生6级地震，过了约9个多月，于1945年9月23日在唐山附近的滦县发生6级地震(图1)。这2次地震在不长时间内的迁移呼应可能反映地下的某种联系。丹东和鸭绿江口附近地区是震中迁移的始发区，它是震迁穴(或称始迁穴)。根据文献[1]的观点，丹东地下水前兆出现后，我们可预测丹东附近有震或滦县附近有震。因对滦县来说，丹东前兆是远距前兆，所以滦县附近地震其震级可能较大。本文所述方法难确定震级，要配合其他方法来定。

图1 1944—1945年丹东向滦县的震中迁移

与上述唐山大震前的情况相类似，在2008年汶川8级大震前亦有震中迁移始发点上前兆显示的情况。在历史上汶川地区共有2次6级以上地震。一次是1657年4月21日的6级地震，一次是1958年2月8日的6.2级地震。对于1657年地震来说，在它之前1654年7月21日在甘肃天水地区曾发生8级地震。在这2次地震之间，中国大陆无其他6级地震发生。因此可把此2次地震看作是由天水向汶川的一次震中迁移。这是昔日的情况。2008年汶川大震前在天水地区出现了明显的地电和地温前兆[2]。另外，在2013年4月20日与汶川8级大震有一定联系的芦山7级地震前，天水地区的地电阻率又出现了明显的前兆，对此文献[3-4]把它与同年6月30日的岷县6.6级地震前兆作了对比，芦山地震的前兆更大。另外，文献[5]对天水地电阻率的观测台址作了布设，属深井电阻率观测，并对观测后的数据进行认真对比研究，认为台址无干扰。这说明上述芦山7级地震前天水地区的前兆是可靠的。天水地区距汶川和芦山两震的距离为400～500 km。上述情况亦说明，一旦昔日震中迁移始发区出现了明显的前兆，我们可向昔日震中迁移所至地区作地震预报。

2 由震中迁移延长方向上的前兆预测地震

1976年唐山大震前，在其东北方向上540 km的铁岭有明显的氡气前兆。按尹汉南等的研究(见唐山、海城、渤海大震水氡异常基本特征1978年全国水化专业会议资料汇编)，其最大异常幅度达104%，居所有唐山大震前远近50个异常点异常幅值第2位。铁岭水氡异常出现在唐山大震前7 d。这是一个远距前兆。我们发现这个前兆的地理位置位于1966年邢台7.2级大震和1967年河间6.3级地震以及1976年唐山7.8级大地震的连线的延伸方向上，如图2所示。该连线有以下的特点：

图2 邢台、河间、唐山地震与铁岭的连线

(1)1966年邢台大地震和1967年河间地震构成的迁移方向是指向唐山地区的。人们易于想到唐山可能是这个震中迁移延伸方向上未来发生强震的地段之一。但是否真要发震，何时发震是不能仅由震中迁移决定的。只能用这个线上的前兆异常来判断。

(2)上述连线的走向和邢台、河间以及唐山地震震源断层走向相一致或大体一致，皆大致为北东走向。该连线走向所相应的主区应力方向大致为近东西方向或东稍偏北。这一点说明这3个大震的震源与这个连线所反映的地下某种过程有一定联系。

(3)以唐山为中心其周围地区的前兆在唐山大震前比较多(台站多也是一个因素)，其中氡气前兆大量出现是在唐山大震前14 d[6]。铁岭的氡气前兆是在唐山大震前1周出现。这个时间次序可认为唐山地区的前兆和铁岭地区的前兆是地下某种构造活动由前者地区向后者地区传播导致的结果。这样总体来看，对图2中由邢台地震到铁岭的连线可看成是深部同一构造活动传播所触发而形成的。这种构造活动可参考文献[7]来讨论。即对于较脆性的地壳上岩石层中孕育的大震来说，它们何时发震一方面取决于上岩石层中震源体(按组合模式震源体应包括应力积累单元和其两端的应力调整单元)应力积累的程度，另一方面还取决于其下方地壳下岩石层较塑性介质中的剪切蠕滑线(蠕滑断层的简称)活动。这个剪切蠕滑线有两个，它们皆与区域主压应力夹45°的角(这是塑性力学的原则)，其中一个与顶上的孕震断层走向一致，属铅直立接关系，当该剪切蠕滑线活动和传播时可对顶上孕震断层解锁，促使大震发生。由于这个剪切蠕滑线可延伸较远，因此它在震前的传播可触发距震中远处上岩石层中处于不稳定状态的地段而形成远距前兆异常。

按照这个观点，我们认为图2中邢台地震、河涧地震、唐山地震以及铁岭地区显著的氡气前兆是较塑性的下岩石层中的剪切蠕滑断层传播形成的。

作为地震预报来说，1966—1967年邢台到河间的震中迁移出现后，它意味着下岩石层中的剪切蠕滑线已开始活动，它可能向东北方向未发震的地域传播，并使这个地域中应力积累较高的地段(震源体)解锁发震。但唐山地段何时解锁，这就要看京津唐地区前兆何时出现。1976年7月14日这个地区开始氡气前兆大量出现了，随后铁岭地区氡气前兆也出现了，说明深部的剪切蠕滑线已经活动了，并从唐山孕震断层下方通过了，它可使唐山震源体解锁。但解锁不是瞬时的，有一个时间过程(过程时间不是很长)，所以在铁岭氡气出现后第7 d唐山大震才发生。但仅从铁岭前兆只能说在河间东北到铁岭的连线上可能有个大震快要发生了，其具体地段还要靠唐山和其附近地区的前兆来定。也可由前述第一节中丹东到滦县的连线(图1)与邢台地震到铁岭前兆的连线的交会来定。互相参照，效果应较好。

3 讨论与结论

(1)把图1中由丹东到滦县的连线与图2中由邢台到铁岭的连线相交就是唐山大震的震中区。这2个连线是互相支持的。

(2)由于前兆台站不都分布在昔日震中迁移的始发点上和在震中迁移的延伸方向上，因此本文提出的预报方案是有局限性的。但钱学森教授曾指出，进行地震预报要有一把钥匙，不能只有一个。

(3)要重视震中迁移，它可能是地壳下岩石层较塑性介质中剪切蠕滑断层开始活动的指标，这个蠕滑断层的传播，可能对震中迁移延伸方向上孕育到晚期的震源体解锁而发震。2001年昆仑山口西8.1级地震是符合这个观点的。

(4)把震中迁移广义化为构造变动的迁移。这些构造变动事件具有不同的速度，其中快速事件相应于地震，次快速事件相应于引起前兆的地下变动，表现在地面观测也就是前兆现象。也就是说一个6级地震和一个前兆事件其位置的连线可视为广义的震中迁移。

(5)本文所讨论的预测地震的方法，既包含一个震中与另一个震的迁移，也包含了一个震中与另一个前兆的迁移，即广义的震中迁移，简称为“空间迁移法”。

[1]郭增建，秦保燕.灾害物理学[M].西安:陕西科技出版社，1989.

[2]郭增建，郭安宁，张惠芳，等.地震迁移始发区的前兆在地震预测中的意义[J].灾害学，2014，29(3):15-17.

[3]陈雪梅，武银，张旋，等.岷县6.6级及芦山7.0级地震前天水地电阻率井下观测资料异常[J].地震工程学报，2013，35(4):816-818.

[4]刘君，杜学彬，范莹莹，等.甘肃岷县漳县MS6.6级地震前的地电阻率变化[J].地震工程学报，2013，35(4):819-825.

[5]康芸生，安海静，马可兴，等.天水地电阻率地表与井下多种观测方式的试验分析[J].地震工程学报，2013，35(1):190-195.

[6]梅世蓉.1976年唐山地震[M].北京:地震出版社，1982.

[7]郭增建，秦保燕.地震成因与地震预报[M]. 北京:地震出版社，1991.

Relationship between Epicenter Migration and Precursors Recorded by Remote Stations before the TangshanM7.8 Earthquake

GUO Zeng-jian, GUO An-ning

(Lanzhou Institute of Seismology, CEA, Gansu Lanzhou 730000, China)

The prediction for location of theM7.8 Tangshan earthquake epicenter was discussed by using the precursors recorded in starting region of epicenter migration. Furthermore, the occurrence time of the TangshanM7.8 earthquake was also studied based on the precursors recorded on extension line of epicenter migration.

starting region of epicenter migration; launching point; extension line of epicenter migration; precursors recorded by remote station; prediction of theM7.8 Tangshan earthquake

10.3969/j.issn.1003-1375.2014.04.001

2014-09-24

国家科技部公益专项(项目编号:8-44)；国家科技部公益专项(项目编号:201208001)

郭增建(1931—)，男，陕西商县人，研究员，主要从事震源物理与地震预测研究.

郭安宁(1962—)，男，陕西商县人，研究员，硕士研究生导师，从事地震预测及震害预测研究.E-mail: gan@gssb.gov.cn.

P315.72

A

1003-1375(2014)04-0001-03