新疆两次于田MS7.3地震宏观异常对比分析

高小其 向 阳 杨晓芳 宋立军 孙甲宁 谭 明聂晓红 高丽娟 张 涛 颜 龙 梁 卉

（中国乌鲁木齐830011新疆维吾尔自治区地震局）



新疆两次于田MS7.3地震宏观异常对比分析

（中国乌鲁木齐830011新疆维吾尔自治区地震局）

2008年3月21日和2014年2月12日在新疆和田地区于田县先后发生两次MS7.3地震， 两次地震震中相距110 km. 根据大震现场考察的结果， 两次地震的宏观异常表现有较大差异． 本文从发震构造、 震源深度和震源机制的角度， 结合发震时间和空间分布等， 分析了两次于田地震宏观异常异同点的可能原因, 初步总结了新疆地区地震宏观异常的空间分布特征、 物理特征和时间特征, 并结合哈萨克斯坦地震生物观测的研究现状， 对我国现阶段的地震宏观观测给出一些建议性意见．

于田地震MS7.3地震 宏观异常 震源机制

引言

一般情况下人的感官能够直接觉察到的地震异常现象称为地震的宏观异常． 地震宏观异常的表现形式多样且复杂， 异常的种类多达几百种， 异常的现象多达几千种， 体现在地下水、 生物、 地声、 地光、 电磁、 气象等方面（国家地震局监测预报司， 1997）． 与其它地震监测方法相比， 地震宏观异常具有独特的时间、 地点和震级特征（车用太， 鱼金子， 2006； 刘耀炜， 2006； 车用太等， 2008）． 在我国海城、 松潘等一系列地震的预报过程中， 地震宏观异常起到了十分重要的作用（四川省地震局， 1979; 朱凤鸣， 吴戈， 1982）．

2008年3月21日于田MS7.3地震后， 作者第一时间赶到地震现场， 先后收集到1100多项宏观异常现象， 其数量之多、 现象之丰富令人惊讶（高小其， 2009）．

2014年2月12日， 在新疆和田地区于田县再次发生MS7.3地震． 震后第一时间， 新疆地震现场科学考察队开展了科学考察工作， 再次搜集到一些宏观异常现象. 但是， 这次异常数量之少， 又令人诧异．

鉴于此， 作者搜集了有关现场科学考察的原始资料， 经对比分析， 发现两次于田MS7.3地震的宏观异常现象既有相似之处， 也有明显区别．

1 两次于田MS7.3地震的基本特征

1.1 地震基本参数

2008年3月21日06时33分， 新疆于田县、 策勒县交界地区发生MS7.3地震， 震中位于新疆于田县、 策勒县以及与西藏交界的昆仑山分水岭附近， 震中区海拔为4000—6000 m， 极震区南部为西藏阿里的无人区， 北部为新疆和田地区的策勒县、 于田县等．

2014年2月12日17时19分， 新疆于田县再次发生MS7.3地震， 震中位于新疆和田地区的于田县、 民丰县以及阿尔金山硝尔库勒盆地西部地区， 震中区海拔为4500—5000 m， 极震区附近50 km范围内基本无规模的村庄分布．

两次于田地震震中相距约110 km， 两次地震的基本参数如表1所示， 震中分布及等震线如图1所示．

表1 两次于田地震震源参数Table 1 Focal parameters of Yutian earthquakes in 2008 and 2014

1.2 两次于田地震的差异性

本文从以下几个方面分别对2008年、 2014年两次于田地震的差异性进行阐述：

图1 两次于田MS7.3地震等震线图

1） 发震构造. 根据中国地震局地质研究所和新疆维吾尔自治区地震局2011年5月的联合科考结果: 2008年3月21日于田地震震源区位于阿什库勒拉张盆地内， 发震构造为近SN--NNE向， 属于阿尔金断裂西南尾端的张性区构造， 最大左旋位移1.8 m， 最大垂直位移约2.0 m; 2014年2月12日于田地震位于阿尔金断裂与康西瓦断裂交汇地区， 在2008年于田地震震中东侧约110 km处， 是近90年来阿尔金断裂发生的第一次左旋走滑型地震．

2） 震源机制. 由表2可知: 2008年于田地震两个节面均为近NS走向， 节面倾角分别为41°和52°， 节面具有较大的倾滑分量， 与阿尔金断裂走向较为一致的节面B滑动角为-74°， 表明这次地震的破裂方式以张性破裂为主， 具有很小的走滑分量； 2014年于田地震两个节面走向分别为NW向和SW向， 节面倾角分别为86°和82°， 近乎直立， 与构造走向较为一致的节面B滑动角为-4°， 表明这次地震的破裂方式以走滑性质为主．

3） 震源深度. 2008年和2014年于田地震震源深度分别为21 km和12 km．

表2 两次于田地震震源机制解参数Table 2 The focal mechanism solutions of Yutian earthquakes in 2008 and 2014

注： 数据来源于美国哈佛大学CMT项目http:∥www.globalcmt.org/

2 两次于田MS7.3地震宏观异常对比分析

2.1 两次于田地震宏观异常的种类和数量

2.1.1 2008年3月21日于田地震

2008年3月21日于田地震震中位于于田县与策勒县交界地区， 现场科学考察队搜集到震前出现地下水、 生物和物理化学等3类宏观异常. 其中， 于田县地下水宏观异常9起、 生物宏观异常530起和物理化学宏观异常24起, 策勒县地下水宏观异常9起、 生物宏观异常415起和物理化学宏观异常74起（表3）. 这次地震震前所发生的宏观异常现象的种类多、 数量大、 范围广．

表3 2008年于田地震前宏观异常统计Table 3 Statistics on macro-anomalies before the Yutian MS7.3 earthquake in 2008

2.1.2 2014年2月12日于田地震

2014年2月12日于田地震震中位于于田县和策勒县附近， 现场科学考察队搜集到震前出现地下水、 生物和物理化学等3类宏观异常. 其中， 于田县地下水宏观异常1起、 生物宏观异常3起和物理化学宏观异常3起, 策勒县生物宏观异常7起和物理化学宏观异常1起， 无地下水异常（表4）. 这次地震震前所发生的宏观异常现象的种类和数量都比较少．

表4 2014年于田地震前宏观异常统计Table 4 Statistics on macro-anomalies before the Yutian MS7.3 earthquake in 2014

2.2 两次于田MS7.3地震的宏观异常空间分布情况

根据两次于田地震现场工作队的科学考察结果： 2008年3月21日于田地震的震中区烈度为Ⅶ度， 等震线呈北东走向分布， 科学考察时发现这次地震Ⅶ， Ⅵ， V度区出现宏观异常的比例分别为67% 、 47%和39%； 而2014年2月12日于田地震震中区烈度为Ⅸ度， 等震线呈北东东走向分布， 科学考察时发现这次地震Ⅶ， Ⅵ， V度区出现宏观异常的比例则低很多（表5）．

表5 两次于田地震前宏观异常分布情况Table 5 The distribution of macro-anomalies for the two Yutian MS7.3 earthquakes

2.3 新疆地震宏观异常现象的物理特征

2.3.1 生物宏观异常特征

新疆地区出现地震宏观异常的动物一般以大牲畜、 家畜和家禽为多， 而鸟类、 穴居动物、 鱼类和其它野生动物异常一般较少． 具体异常表现形式为牛、 马、 驴等惊慌不安、 不进厩、 不进食、 乱闹乱叫、 挣断缰绳逃跑、 蹬地、 刨地、 行走中突然惊跑； 羊、 猪则表现为不进圈、 不吃食、 乱叫乱闹、 拱圈、 越圈外逃； 狗则狂吠不休、 哭泣、 嗅地扒地、 咬人、 乱跑乱闹、 警犬不听指令； 鸡不进架、 在架内闹、 上树； 鸽子不进巢、 栖于屋外、 突然惊起倾巢而飞； 人工饲养的天鹅不再温顺， 反而用嘴叼主人； 野生旱獭逃离原居住地， 从洞内跑出， 不再怕人； 鼠白天成群出洞， 发呆、 不怕人、 惊恐乱窜．

到目前为止， 在新疆地区尚未发现蛇、 蝎子、 蜥蜴、 青蛙、 蜜蜂、 蚂蚁等动物出现地震宏观异常现象．

2.3.2 地下水宏观异常特征

新疆地区属典型的大陆性干旱气候， 南疆干旱， 光照长， 少雨， 年降水量仅有20—100 mm. 与云南、 四川及河北地区相比， 新疆地区地震地下水宏观异常现象明显偏少， 主要表现为温泉流量出现显著增减或温度出现幅度很大的升降现象， 温泉水质出现发浑、 变色、 变味、 冒泡等现象．

2.3.3 物理化学（地声、 地光）宏观异常特征

新疆地区由于地广人稀， 两次于田地震前， 不少农牧民都听到了地声． 有些人听到远处传来连绵不断的“隆隆”声， 声色沉闷、 忽高忽低， 像大型履带式拖拉机或压路机接连不断地从远处驶过； 在剧烈的地动到来前几分钟， 有人听到犹如列车从地下奔驰而来， 有人以为刮大风或者要下大雨． 无论是哪一种形式的声音， 都感觉声音巨大、 混杂、 沉重， 使人产生恐惧、 不安之感． 2008年3月21日于田地震前， 个别群众反映看到了地光．

2.4 新疆地区地震宏观异常现象的时间特征

2.4.1 生物异常现象的临震特征

一般情况下， 体积较小的鱼、 鸡和鼠等动物出现的平均前兆时间要比体积较大的狗、 猪、 羊、 马、 牛等牲畜早2—3天； 个别牧民反映旱獭甚至在地震前10天至一个月左右出现莫名其妙的异常现象； 大牲畜一般在临震前数小时到1天才有明显反映， 即大牲畜异常现象的出现是明显的临震指标． 中亚地区地震生物异常的研究结果也具有与新疆地区相似的特征（高小其等， 2014）． 这可能显现了地震前动物异常现象所具有的某种序列特征．

2.4.2 地下水异常现象的临震特征

新疆地区地下流体水物理、 水化学的微观连续观测可以在M7.0地震前3年出现趋势异常变化． 但是， 根据现有震例总结， 明显的地下流体宏观异常变化一般发生在地震前1—3个月内， 泉水流量、 温度或者水质变异的显著异常现象大多集中在临震前的一周内， 尤以震前一至数天更为集中．

2.4.3 物理化学（地声现象）的临震特征

据大多数农牧民回忆， 两次于田地震来临前的数分钟或数十分钟， 均听到了地声．

2.4.4 宏观异常的临震征兆

总结两次于田地震的宏观异常现象， 发现如果在较短时间内， 在相对集中或者相邻的区域相继出现种类多、 数量大的显著宏观异常现象， 即预示着短期内存在发生大震的可能．

3 问题讨论

3.1 两次于田地震各类宏观异常对比

2008年3月21日于田地震宏观异常现象不仅明显， 且数量较多. 震前生物类异常共有981起， 占总异常的89.5%； 地下水异常共有18起， 占总异常的1.6%； 物理化学（地声）类异常共有98起， 占总异常的8.9%．

2014年2月12日于田地震宏观异常现象则不明显， 且数量较少. 震前生物类异常共有17起， 占总异常的81%； 地下水异常共有1起， 占总异常的4.8%； 物理化学（地声）类异常共有2起， 占总异常的9.5%； 气象类异常共有1起， 占总异常的4.8%. 如表6所示．

表6 两次于田地震前宏观异常现象统计Table 6 Statistics of macro-anomalies before the Yutian MS7.3 earthquakes in 2008 and 2014

可以看出: 两次于田地震前生物类异常均达到80%以上， 所占比例最大， 其数量大且种类较多； 其次是物理化学类异常、 地下水异常和其它少见异常现象， 所占比例相对较小， 这与当地地质条件和居民居住情况有关 ．

3.2 两次于田地震宏观异常差异性的可能原因

2008年和2014年在相近的地点发生两次于田MS7.3地震， 但两次地震前所发生的宏观异常现象却存在很大的差异. 下面从发震构造、 震源深度和震源机制的角度对这两次地震前所发生宏观异常差异性的可能原因进行分析．

两次于田地震发震构造位置相近， 均位于巴颜喀拉块体西部边界， 受到印度板块向欧亚大陆板块俯冲的影响， 反映了青藏高原内部物质向东运移的响应， 但两次地震发震位置并不完全相同， 导致两次地震的破裂方式不尽相同. 2008年于田地震为正断性质的张性破裂方式， 震源深度为21 km， 震源相对较深， 在破裂过程中可能对断裂两侧影响的范围较大（徐锡伟等， 2011）； 而2014年于田地震为沿断裂走向的走滑性质的破裂方式， 震源深度只有12 km， 其能量的释放也基本沿构造走向， 对断裂两侧影响的范围相对较小. 因此, 2008年于田地震过程中出现的宏观异常所涉及的范围大于2014年于田地震．

4 国内外宏观观测现状

4.1 新疆地区地震宏观观测现状

2008年以来， 新疆地区形成了一支包含有567个观测点的群测群防观测网， 多年来坚持观测和收集动物习性、 地下水、 地声、 地光等宏观异常现象， 并及时向上级地震部门汇报， 这些来自民间的异常信息在地震预测和灾情速报方面也发挥了积极有效的作用． 但由于种种原因， 各地不同测点间宏观观测的方法、 要求和判定依据等差异很大， 也缺乏动物行为背景的正常对比资料， 更缺少不同类别的动物与地震事件的系统性研究．

4.2 哈萨克斯坦地震生物观测现状

包括哈萨克斯坦在内的中亚五国是世界大陆地震活动最为强烈的地区之一， 也是世界最早从事地震生物（动物）前兆研究的发源地． 在长期地震前兆探索中， 积累了极为丰富的资料和宝贵的经验， 在各国中强地震预报中发挥了十分重要的作用． 中亚地区生物（动物）前兆研究规范而系统， 在世界上具有深远的影响．

作者于2013年12月10—30日， 随国家外专局派出的专家组赴哈萨克斯坦进行了为期21天的“哈萨克斯坦地震生物观测技术”培训， 初步掌握了地震生物前兆监测的基础理论与用生物行为异常预测地震的震例， 实地查看了哈萨克斯坦地震研究所的5个生物综合观测站， 进行了观测、 数据录入和异常判定的地震生物观测实践， 并参加了哈萨克斯坦地震研究所的月会商会， 对哈萨克斯坦地震生物的监测与地震预测现状有了一定的了解．

4.2.1 对地震生物观测的认识

哈萨克斯坦非常重视地震生物学的观测预报研究， 只要条件许可， 前兆专业地震台基本上都开展地震生物观测； 在周、 月、 年中和年度会商时， 也作为一个独立的学科进行资料分析、 汇总和预测等． 我国对地震生物的观测仅仅是作为对微观观测的一种补充手段， 没有连续和量化的观测数据资料； 现有的宏观震例大都是震后科考时收集得到的， 对于地震预测的贡献率明显较低．

4.2.2 地震生物观测的管理

哈萨克斯坦从20世纪70年代开始建立专业的生物观测台站， 开展连续的生物观测， 并在观测的过程中逐步优化． 无论从选取的动物种类， 还是观测的方法都得到了很大提高， 同时还成立了地震生物研究室， 组织学习医学、 药学、 动物学等专门技术人员对地震生物观测资料进行科学评估与研究．

我国没有专门的组织机构进行地震生物观测的系统研究， 仅设置有群测群防观测点的机构， 基本都是有异常才上报， 没有异常也没有记录资料． 新疆地区的宏观观测是国内较为系统的， 但也是由新疆维吾尔自治区地震局地下流体研究中心兼管的， 没有独立的部门开展更为系统和专业的研究工作．

5 讨论与结论

通过对两次于田MS7.3地震对比可知， 虽然两次地震发生在同一个地区， 但发震构造位置不完全相同， 导致破裂方式不同， 所以能量释放的影响范围也不同． 但两次地震前出现的宏观异常现象的类型却基本相同， 都是以生物异常、 物理化学异常和地下水异常等为主； 均呈现离震中越近出现的宏观异常现象越多， 而且生物异常出现的比例也较大； 越是接近临震， 动物的异常反应越强烈． 在作出准确的临震预报之前， 人们始终面临着地震灾害的巨大威胁． 但是， 由于宏观异常的震前短临示警作用， 使人们在没有作出地震预报的情况下， 也有可能利用宏观异常进行预测， 达到防灾减灾的目的． 事实上， 历史上曾有不少人巧妙地利用宏观异常的示警作用， 断然采取措施而免于灾难． 总结两次于田MS7.3地震的宏观异常现象， 发现如果在较短时间内， 在相对集中或者相邻的区域相继出现种类多、 数量大的显著宏观异常现象， 就预示着短期内存在发生大震的可能．

从历史文献资料来看， 最先发现地震宏观异常的是中国人（朱自强等， 2002; 付虹等， 2003）． 但现今一些国家和地区在地震生物观测方面的研究已经领先于我国， 比如哈萨克斯坦的地震生物观测采用定量化观测， 有很多工作非常值得我们学习和借鉴． 目前， 我国有数以万计的群测群防点， 如果再增加适当的专业生物观测点， 开展专群结合的分析与研究， 适时制定出地震宏观观测规范， 也许可以在一定程度上获取更多地震前兆信息， 促进有减灾实效的地震短临预报的实现．

车用太， 鱼金子. 2006. 地震地下流体学[M]. 北京: 气象出版社: 240--250.

Che Y T， Yu J Z. 2006.UndergroundFluidsandEarthquake[M]. Beijing: Meteorological Publishing House： 240--250 （in Chinese）.

车用太， 刘成龙， 鱼金子. 2008. 汶川MS8.0地震的地下流体与宏观异常及地震预测问题的反思[J]. 地震地质， 30（4）: 828--838.

Che Y T， Liu C L， Yu J Z. 2008. Underground fluid anomaly ofMS8.0 Wenchuan earthquake and opinions about earthquake prediction[J].SeismologyandGeology， 30（4）: 828--838 （in Chinese）.

付虹， 万登堡， 张立. 2003. 云南地区地震宏观异常特征研究[J]. 地震研究， 26（3）: 209--216.

Fu H， Wan D B， Zhang L. 2003. Study on characteristics of earthquake macro-anomaly[J].JournalofSeismologicalResearch， 26（3）: 209--216 （in Chinese）.

高小其. 2009. 2008年3月21日于田7.4级地震宏观异常的调查与分析[J]. 内陆地震， 23（3）: 321--327.

Gao X Q. 2009. Investigation and analysis on macroscopic anomalies before and after YutianMS7.4 earthquake on Mar.21， 2008[J].InlandEarthquake， 23（3）: 321--327 （in Chinese）.

高小其， 刘耀炜， 热甫克提， 杨晓芳， 聂晓红， 鲁娜， 梁卉， 向阳. 2014. 哈萨克斯坦地震生物前兆现象观测和地震预测研究现状[J]. 国际地震动态，（9）：7--15.

Gao X Q, Liu Y W, Rebukaiti, Yang X F, Nie X H, Lu N, Liang H, Xiang Y. 2014. Research progress of earthquake prediction and biological observation in Kazakhstan[J].RecentDevelopmentinWorldSeismology, （9）: 7--15 （in Chinese）.

国家地震局监测预报司. 1997. 地震宏观异常预报方法[M]. 北京: 地震出版社: 99--131.

Department of Monitoring and Prediction， State Seismological Bureau. 1997.PredictionMethodofMacroscopicAnomalies[M]. Beijing: Seismological Press: 99--131 （in Chinese）.

刘耀炜. 2006. 我国地震地下流体科学40年探索历程回顾[J]. 中国地震， 22（3）: 222--235．

Liu Y W. 2006. Review of the research progress on the seismological science of underground fluid in China during last 40 years[J].EarthquakeResearchinChina， 22（3）: 222--235 （in Chinese）.

四川省地震局. 1979. 一九七六年松潘地震[M]. 北京: 地震出版社: 73--91.

Earthquake Administration of Sichuan Province. 1979.SongpanEarthquakein1976[M]. Beijing: Seismological Press: 73--91 （in Chinese）.

徐锡伟， 谭锡斌， 吴国栋， 陈建波， 沈军， 方伟， 宋和平. 2011. 2008年于田MS7.3地震地表破裂带特征及其构造属性讨论[J]. 地震地质， 33（2）: 462--472.

Xu X W， Tan X B， Wu G D， Chen J B， Shen J， Fang W， Song H P. 2011. Surface rupture features of the 2008 YutianMS7.3 earthquake and its tectonic nature[J].SeismologyandGeology， 33（2）: 462--472 （in Chinese）.

中国地震局. 2008. 新疆于田县7.3级地震目录[EB/OL]. [2008-03-21]. http:∥www.cea.gov.cn/publish/dizhenj/468/496/1083/index.html.

China Earthquake Administration. 2008. Xinjiang YutianMS7.3 earthquake catalog in 2008[EB/OL]. [2008-03-21]. http:∥www.cea.gov.cn/publish/dizhenj/468/496/1083/index.html （in Chinese）.

中国地震局. 2014. 2014年新疆于田县7.3级地震目录[EB/OL]. [2014-02-12]. http:∥www.cea.gov.cn/publish/dizhenj/468/496/100700/index.html.

China Earthquake Administration. 2014. Xinjiang YutianMS7.3 earthquake catalog in 2014[EB/OL]. [2014-02-12]. http:∥www.cea.gov.cn/publish/dizhenj/468/496/100700/index.html （in Chinese）.

朱风鸣， 吴戈. 1982. 一九七五年海城地震[M]. 北京: 地震出版社: 71--108.

Zhu F M， Wu G. 1982.HaichengEarthquakein1975[M]. Beijing: Seismological Press: 71--108 （in Chinese）.

朱自强， 陈华静， 郑大林， 车用太， 李永林. 2002. 地下流体宏观异常变化中气体作用初探[J]. 地震， 22（4）: 67--73.

Zhu Z Q， Chen H J， Zheng D L， Che Y T， Li Y L. 2002. Preliminary discussion on the function of gas in the underground fluid macroscopic anomalies[J].Earthquake， 22（4）: 67--73 （in Chinese）.

Comparison analysis on macro-anomalies beforeMS7.3 Yutian earthquakes in Xinjiang

（EarthquakeAdministrationofXinjiangUygurAutonomousRegion, Ürümqi830011,China）

There were twoMS7.3 earthquakes occurred in Yutian, Xinjiang, China on 21 March, 2008 and 12 February, 2014, respectively. Seismic geologi-cal surveys were carried out after both earthquakes. The surveying results show that the seismic macro-anomalies are quite different in behavior from each other, although the epicenters of the two earthquakes are only 110 km in distance. The present paper analyzed the possible reasons for macro-anomalies of the two Yutian earthquakes in behavior from the aspect of seismogenic faults, focal depth, focal mechanism and the spatio-temporal distribution of the earthquakes. The seismic characteristics in spatial distribution, physical behavior and temporal regularity in Xinjiang region are concluded. In addition, some instructive suggestions were mentioned out for macroscopic observation of earthquake in China, combined with the progress of biological precursors of earthquakes attained in Kazakhstan.

Yutian earthquake;MS7.3 earthquake; macro-anomaly; focal mechanism

10.11939/jass.2015.01.014.

财政部行业专项（201408008）、 国家自然科学基金（40962006）和新疆地震科学基金（201309）联合资助．

2014-04-08收到初稿， 2014-07-24决定采用修改稿.

e-mail: xiang_yangyang@yeah.net

10.11939/jass.2015.01.014

P315.5

A

高小其, 向阳, 杨晓芳, 宋立军, 孙甲宁, 谭明, 聂晓红, 高丽娟, 张涛, 颜龙, 梁卉. 2015. 新疆两次于田MS7.3地震宏观异常对比分析. 地震学报, 37（1）: 160--168.

Gao X Q, Xiang Y, Yang X F, Song L J, Sun J N， Tan M， Nie X H, Gao L J, Zhang T, Yan L, Liang H. 2015. Comparison analysis on macro-anomalies beforeMS7.3 Yutian earthquakes in Xinjiang.ActaSeismologicaSinica, 37（1）: 160--168. doi:10.11939/jass.2015.01.014.