2014年2月12日于田 MS7.3地震前形变异常

高丽娟 邢喜民 高歌 张治广 滕海涛

新疆维吾尔自治区地震局，乌鲁木齐市新市区科学二街338号 830011

0 引言

据中国地震台网测定，北京时间2014年2月12日17时19分在新疆维吾尔自治区和田地区于田县(36.1°N，82.5°E)发生MS7.3地震，震源深度约12km。震中30km范围内平均海拔约5100m。根据现场科学考察结果初步判定此次地震发生在阿尔金断裂带上，震中周边有记录以来的最大地震为2008年3月21日于田MS7.3地震，距此次地震震中约100km。

震中附近属新疆地震监测能力较弱的地区，周围300km范围内的前兆台站只有和田台(图1)，此观测点距离震中253km，观测手段有金属摆倾斜、钻孔倾斜以及大地电场等3项(表1)。前兆观测资料效能评估结果显示，其中数据观测质量可靠的仅金属摆倾斜1项，其它2项观测资料为D类，观测资料信度较低。于田MS7.3地震前发现的异常仅金属摆倾斜1项，表现为趋势性异常和中短期异常。杨又陵等(2002、2005)曾讨论了昆仑山口西8.1级地震前兆定点形变异常，其中讨论到和田台金属摆倾斜NS向分量年变幅小的异常变化。邱大琼(2001)曾利用滤波法对和田台金属摆倾斜资料进行分析研究。

表1 和田台观测项目概况

图1 于田7.3级地震前震中附近地震台站及观测项目分布

1 前兆异常分析

1.1 趋势性异常

和田台金属摆倾斜自1988年开始正式观测。地倾斜观测的年周期变化主要来自两个方面(冯锐，1987):一方面是仪器的热效应，当采用温度系数较小的材料(如石英、铟钢等)时，可部分地减少这种干扰;另一方面来自地表的热效应，这种影响只能随深度的增加而变小。其主要干扰因素为抽水、浇水干扰和气候干扰。每年地表冰冻、解冻期间，两分量均呈快速的、不稳定的变化。2009年9月18日和田台地下室漏水对资料的影响比较大。

和田台金属摆倾斜自2012年以来EW向分量发生转折，呈趋势性东倾状态(图2)。统计结果显示，自1988年以来EW向分量共发生8次趋势性转折(表2)。由表2的EW向分量的趋势性转折与周围地震的对应情况可见，台站周围300km内的3次7级以上地震(1996年喀喇昆仑山口MS7.1、2008年于田MS7.3以及2014年于田MS7.3地震)均发生在东倾时段，周围6级地震也主要发生在东倾时段。趋势性西倾期间测点周围300km范围内无6级以上地震发生，对应的均是5级地震。2014年2月12日于田7.3级地震也发生在东倾阶段，符合EW向分量趋势性转折与地震对应的特征。

1.2 中短期异常

图2 和田台金属摆倾斜EW分量趋势性转折异常

表2 和田台金属摆倾斜EW向分量趋势性转折与地震的关系

2014年于田MS7.3地震前，和田台金属摆倾斜两分量表现为明显的年变畸变异常。EW向分量2013年9月25日～10月15日反向西倾变化，10月24日～11月14日速率变化呈停滞状态，11月15日后东倾加速，2014年1月4日～2月1日EW向分量转向后西倾加速(图3(a));NS向分量2013年9月1日转向后北倾速率变慢，10月15日～12月15日北倾速率变化加快，2014年1月4日～2月1日转向后南倾加速变化(图3(b))。总之，EW向分量较NS向状态更不稳定，呈起伏波动，除了速率加速变化以外，还伴随反向、速率变化停滞的现象(图3(c));而NS向分量主要以速率加速变化为主。两分量均在2月1日后基本恢复正常。

图4显示2010～2014年的倾斜矢量变化。由图4可见，2010～2011年矢量形态规则，属正常年变化。2012年4月14日～5月28日矢量偏离往年正常方向，发生转折，之后发生于田MS6.2地震。2013年9月后矢量形态显著异常，方向和模长发生突变。矢量方向于2014年2月1日后基本恢复，之后发生于田MS7.3地震。目前EW向和NS向两分量都基本恢复正常，此中短期异常基本与地震的发生相对应，但仍需跟踪后续资料的变化，以及时对后续震情做出判定。

图3 和田台金属摆记录到的地倾斜中短期异常

2 历史震例回顾

和田台金属摆记录到的地倾斜在周边6级以上地震前，中短期异常显著。历史震例如下:①1996年喀喇昆仑山口MS7.1地震(曲延军等，2002)前1个月，NS向分量表现为北倾加速，异常结束后10天发震(图5(a));②1998年皮山MS6.2地震(曲延军等，2003)前出现近1个月的矢量打结异常，异常结束后50天发震(图5(b));③2008年于田MS7.3地震前，NS向分量表现为南倾幅度减小，EW向分量发生年变畸变，两分量异常出现时间较早(图6);④2011年洛浦MS6.0地震发生前，EW向分量表现为明显的年变幅增大，其间还发生了于田MS5.5地震(图3(a));⑤2012年于田MS6.2地震前，EW向分量先西倾加速变化，之后发生反向东倾，异常结束后76天发震(图3(a))。

由和田台金属摆记录到的地倾斜的震例特征(表3)可见:①异常持续时间短，持续时间为28～211天，表现为中短期异常;②几次地震均是在异常结束后发震，一般异常结束至发震时间间隔为10～295天，主要集中在异常结束后3个月内发震;③中短期异常主要表现为打破年变形态、速率变化加速、矢量打结和转折。

由表3还可见，2次于田7级地震前中短期异常表现不同，主要体现在:①2008年于田MS7.3地震前，中短期异常出现得早。震前506天EW向分量先出现异常，震前294天NS向分量出现异常变化;而本次于田MS7.3地震前164天NS向分量先出现异常，EW向分量震前140天才出现异常变化。②2008年于田MS7.3地震前兆异常表现为破年变，即EW向分量形态畸变，NS向分量年变幅小;而本次地震前兆异常表现为速率不稳，即加速或停滞变化，尤其是EW向分量出现几起几伏的异常突变。③2次地震前异常的持续时间不同，2008年于田MS7.3地震前异常持续时间长，本次地震前异常持续时间短。初步分析认为，2次地震前异常表现的不同，可能与震源机制的不同有关。2008年于田MS7.3地震震源断错性质为左旋正断层，走滑分量很小;而本次地震震源机制为走滑型，主要是水平向的错断。

图4 和田台金属摆记录到的2010～2014年地倾斜矢量

图5 1996年1～11月喀喇昆仑山口MS7.1(a)和1998年皮山MS6.2(b)地震前兆异常

图6 2008年于田MS7.3地震的前兆异常

表3 和田台金属摆记录到的地倾斜前兆异常震例

3 结论和讨论

2014年2月12日于田MS7.3地震前，主要形变异常为和田台金属摆倾斜EW向分量趋势性转折异常及两分量的中短期异常。趋势性转折与地震对应的特点显示，6级以上地震均发生在EW向分量东倾时段，2012年以后截至2014年3月，EW向分量均属东倾变化，此次地震的发生符合映震规律。

由于此次地震发生在地震监测能力较弱的地区，中短期异常所占比例很低，仅有1项。其主要表现为速率不稳的特征，尤以EW向分量更为显著。地震发生前10天，异常已经结束，属异常恢复后发震的类型。

通过对比2次于田7级地震发现，其趋势性异常相同，都是在两分量东倾阶段发震，中短期异常的表现则存在很大不同，即2008年于田地震主要是形态畸变，而此次地震主要是速率不稳，这可能与2次地震的震源机制不同有关，水平错断性形变更易引起显著突变的异常。

致谢：在论文的撰写中，曲延军研究员提出了宝贵的修改意见和建议，在此表示感谢!