祝意青 付广裕 梁伟锋 徐云马
1)中国地震局第二监测中心,西安 710054
2)中国地震局地震预测研究所,北京 100036
鲁甸MS6.5、芦山MS7.0、汶川MS8.0地震前区域重力场时变
祝意青1)付广裕2)梁伟锋1)徐云马1)
1)中国地震局第二监测中心,西安710054
2)中国地震局地震预测研究所,北京100036
利用川滇地区不同时-空尺度的重力复测资料,系统分析了区域重力场时-空动态变化及其与2014年云南鲁甸MS6.5、2013年四川芦山MS7.0和2008年四川汶川MS8.0地震发生的关系。结果表明:1)强震发生前,重力场出现较大空间范围的区域性重力异常及与测区主要断裂构造带走向基本一致的重力变化高梯度带,可能反映地震前区域应力场的增强及沿主要断裂带在地震孕育发生期间发生了引起地表重力变化效应的构造活动或变形;2)多时-空尺度的重力场动态变化图像均出现较显著的相对重力异常变化,随着累计时间的增长,重力变化更为显著,可视为强震的中期前兆信息,强震主要发生在重力场变化分布差异较为剧烈的地区;3)重力场动态变化对强震的地点预测具有重要指示作用,大区域重力网能较好地判断强震主体地区,时-空分辨率较高的省局区域重力网能较好地判定强震发震地点,为更好地判定强震发震位置,则需要相应的更密集的观测网点控制;4)文章第一作者在汶川、芦山、鲁甸地震前的中期预测尤其是地点预测均取得较好成效。基于上述认识,进而强调在研究区形成的一些重力变化异常部位可能仍存在大震中-长期危险背景,需继续加强监视。
鲁甸MS6.5地震芦山MS7.0地震汶川MS8.0地震重力变化构造活动中期预测
地震是自然界最具破坏力的地质灾害之一,是构造运动的一种特殊表现形式。强震或大震受区域应力场及主要活动断裂带的控制,通常孕育并发生在活动断裂带应力高度积累部位,这些部位及其附近在孕震阶段的显著差异构造运动,通常伴有显著的重力场变化(Chen,1979;Kuo,1999;Imanishi et al.,2004;Zhu,2010;祝意青等,2012a)。因此,在特定的时-空尺度上,强震或大震的孕育发生与区域重力场的非均匀时-空变化紧密相关。在探索地震前的重力场变化特征、寻求变化规律的过程中,祝意青等(2001,2003,2004,2008,2013)将区域重力场时-空动态变化的分析方法先后应用于青藏高原东北缘、川滇和新疆地区的中期、中-长期强震危险性研究,近期针对川滇地区提出的强震危险地段已先后发生2008年5月12日四川汶川MS8.0地震(祝意青等,2008)、2013年4月20日四川芦山MS7.0地震(祝意青等,2013)和2014年8月3日云南鲁甸MS6.5地震①祝意青等,2013,中国大陆重点监视区域重力场动态变化综合分析,中国地震局第二监测中心2014年度地震趋势研究报告。。2008年汶川MS8.0地震是中国大陆继1976年唐山大地震后一次巨大灾难性地震。2013年四川芦山MS7.0和2014年云南鲁甸MS6.5地震是汶川地震后的强破坏性地震,这两次地震的相继发生,使川滇地区的地震形势更为严峻,川滇地区未来地震形势如何发展,是地球科学研究工作者十分关注的问题。
本文以川滇地区不同时-空尺度的重力测量资料为基础,通过精细计算获得多时-空尺度的重力场动态变化图像,在此基础上分析区域重力场的时-空动态变化特征与规律,研究重力异常变化与2014年鲁甸MS6.5、2013年芦山MS7.0和2008年汶川MS8.0地震活动关系,结合地震活动图像与活动构造分析,进一步探讨川滇地区未来强震、大震的中-长期危险背景。
祝意青等(2008,2013)对汶川、芦山地震前的重力变化做过研究,鲁甸地震前重力变化是利用川滇地区联合计算获得的新研究成果。前期的研究是针对汶川、芦山地震独立分析的,本文系统分析鲁甸、芦山、汶川地震前重力场的动态变化,更加深入地分析重力场时变与构造活动及强震孕育发生的关系,开展地震预测实践的回顾总结,归纳出一些新的认识。
1.12008年汶川8.0地震前的重力场动态变化图像
1998年、2000年、2002年和2005年“中国地壳运动观测网络基本网”在中国大陆进行了4期流动重力观测(祝意青等,2008)。本文主要进行汶川地震前相邻2期(图1a)和较长时期(图1b)的重力变化分析,以了解不同时间尺度的动态变化特征。分析图1表明:
(1)2002—2005年期间,重力变化比较剧烈,最大差异运动达。川滇块体内部呈重力正值变化,川西高原重力负值变化最显著,达,并在乾宁—马尔康—汶川—成都一带形成重力变化梯度带。乾宁—马尔康重力变化梯度带NE走向与龙门山断裂带走向基本一致,马尔康—汶川—成都重力变化梯度带发生转折,与龙门山断裂带垂直相交。
(2)1998—2005年期间,较长时期的累计重力变化显示,汶川地震前区域重力场变化表现出一种空间大尺度范围内的有序性变化,重力变化总体趋势自南向北逐渐减小,由滇西的+60×10-8m·s-2逐渐过渡到川北的-70×10-8m·s-2。尤其是龙门山断裂带两端重力变化异常显著,断裂带南端泸定、乾宁附近出现+60×10-8m·s-2的重力变化异常区,断裂带北端青川、广元附近出现-70×10-8m·s-2的重力变化异常区,两异常区的差异变化达130×10-8m·s-2,并在汶川—成都一带形成重力变化高梯度带。2008年5月12日汶川8.0级地震发生在重力变化梯度带零值线与龙门山断裂带交会附近地区(祝意青等,2008)。
1.22013年芦山7.0级地震前的重力场动态变化图像
汶川地震后,中国地震局加强了流动重力观测。2010年开始,四川地震局对川西重力网进行了优化改造,形成覆盖整个川西主要构造带的新重力监测网,并每年对川西重力网进行2期观测(祝意青等,2013)。图2是研究区震前1a尺度及累计重力场变化的动态图像。分析图2表明:
(1)2011—2012年期间,1a尺度的重力变化具有分区特征,以29°N为界,测区南部重力变化较为平缓,变幅为;测区北部重力变化较为复杂,变幅为-70×,总体态势表现为自西向东由负向正的趋势性变化,且在趋势性变化中于康定地区出现重力负值变化异常区,都江堰出现重力正值变化异常区,并沿NNW向的马尔康断裂带和NE向的龙门山断裂带南段出现重力变化梯度带。
图1 汶川MS8.0地震前南北地震带重力场动态变化图像(单位:10-8m·s-2)Fig.1 Spatial-temporal gravity changes at South-North Seismic Belt before the Wenchuan MS8.0 earthquake(Unit:10-8m·s-2).
(2)2010—2012年期间,2a尺度的累计重力变化更加显著,重力变化总体态势表现为自西向东由负向正的趋势,变幅为-60×10-8~+80×10-8m·s-2。其中,区域性重力异常表现为与测区主要活动断裂带走向基本一致的重力变化高梯度带,并在康定北、雅安及都江堰等地区产生与地震孕育发生有关的多点局部重力异常区。2013年4月20日芦山7.0级地震发生在沿NNW向马尔康断裂以及沿NE向龙门山断裂带南段出现的重力变化高梯度带的会合区附近,即在雅安和都江堰2个重力正变化异常区过渡带之间的重力高梯度带拐弯部位附近(祝意青等,2013)。
1.32014年鲁甸6.5级地震前的重力场动态变化图像
川滇地区的重力监测工作是由四川省地震局和云南省地震局2个单位共同完成的。以往的研究工作都是各单位针对自己的监测区而进行的。这种按各个省区监测网进行的分散研究,由于观测信息的空间密度严重不足,所得到的信息是残缺不全的,不能捕捉到川滇交界地区强震孕育发生过程中出现的完整前兆信息,这直接制约着地震分析预报的能力。2010和2011年四川省和云南省地震局分别对各自的重力监测网进行了优化改造,并对2个省局自成体系的重力测网进行有效连接,形成新的川滇地区整体重力监测网。本文主要对2011年以来,川滇地区的重力资料进行整体计算分析,图3是研究区震前1a尺度及累计重力场变化的动态图像。分析图3表明:
(1)2012—2013年期间,以26°N为界(即以洱源、永仁为界),测区南部地区重力变化较为平缓,变幅为-40×10-8~+10×10-8m·s-2;测区北部重力变化较为剧烈,其一,九龙、雅安地区出现了一对范围较大的-60×10-8m·s-2和+60×10-8m·s-2变化的局部重力异常区,并沿鲜水河断裂带出现重力变化高梯度带;其二,四川攀枝花、云南大关地区出现了一对范围较大的+20×10-8m·s-2和-50×10-8m·s-2变化的局部重力异常区,并在西昌至巧家沿则木河-小江断裂带出现重力变化高梯度带;其三,以冕宁、西昌为中心重力变化出现四象限分布特征。
(2)2011—2013年期间,2a尺度的累计重力变化仍以26°N为界(即以洱源、永仁为界),测区南部地区重力变化较为平缓,变幅为-30×10-8~+10×10-8m·s-2;测区北部重力变化更加剧烈,其一,雅江—九龙、雅安地区出现了一对范围较大的-80×10-8m·s-2和+40×10-8m·s-2变化的局部重力异常区,并沿鲜水河断裂带、龙门山断裂带南段出现重力变化高梯度带,2013年4月20日四川芦山7.0级地震发生在与龙门山断裂构造走向基本一致的重力变化高梯度带的拐弯部位;其二,攀枝花、美姑地区出现了一对更大的+40×10-8m·s-2和-50×10-8m·s-2变化的局部重力异常区,并在西昌—巧家—大关沿则木河断裂带出现重力变化高梯度带;其三,重力变化等值线畸变、弯曲,交会于安宁河断裂带的冕宁、西昌附近,并形成显著的重力变化四象限分布特征,表现出强烈的左旋走滑引起的重力变化(祝意青等,2014)。2014年8月3日鲁甸6.5级地震发生在沿NW向则木河断裂带出现的重力变化高梯度带朝NE方向转弯与昭通-鲁甸断裂交会区附近,即在攀枝花和美姑2个重力正、负变化异常区过渡带之间的重力高梯度带拐弯部位附近。
图2 芦山MS7.0地震前川西地区重力场动态变化图像(单位:10-8m·s-2)Fig.2 Spatial-temporal gravity changes at western Sichuan Province before the Lushan MS7.0 earthquake(Unit:10-8m·s-2).
地震预测不是指“在某地最近要发生大地震”这类含糊的“预测”或说法。不同时指明地震发生的地点、时间和大小(简称为地震“三要素”)并对其区间加以明确界定的“预测”,几乎没有什么意义(陈运泰等,2013)。地震预测通常分为长、中、短、临。在中国,以10年以上为长期;1年至10年为中期;10日至数百日为短期;1至10日为临震。下面的中期预测主要指年度预测。
2.12008年四川汶川MS8.0地震中期预测
中国地震局第二监测中心2007年度地震趋势研究报告重力专题报告中对汶川MS8.0地震进行了中期预测,具体提出如下预测意见:
发震时间:2007—2008年。
发震地点:31.6°N,103.7°E为中心,半径200km。
震级:6~7级。
2008度地震趋势研究报告中,进一步明确提出应注意四川汶川—马尔康一带6~7级地震。
2008年5月12日在预测区内发生了四川汶川(31.0°N,103.4°E)MS8.0地震。尤其是地点的预测,预测震中在汶川震中的东北,在映秀与北川2个极震区之间,在地震主破裂带上,离汶川MS8.0地震震中72km,且与宏观震中完全一致(图4)。
图4 汶川MS8.0地震预测震中与地震烈度图Fig.4 The predicted epicenter and earthquake intensity of the Wenchuan MS8.0 earthquake.
1998—2005年较长时期的重力变化表明(图1b),川滇块体内部呈现大范围的重力变化正异常区,川滇块体的北部出现较大范围的重力变化负异常区。尤其是四川北部地区,两异常区的差异变化达130×10-8m·s-2,并在成都—汶川—马尔康一带形成重力变化高梯度带。重力变化高梯度带零值线与龙门山断裂交会附近地区是判定汶川MS8.0地震发震地点的主要依据(祝意青等,2008)。
2.22013年四川芦山MS7.0地震中期预测
中国地震局第二监测中心2013年度地震趋势研究报告重力专题报告中对芦山地震进行了中期预测,具体提出如下预测意见:
发震时间:2013年。
发震地点:30.2°N,102.2°E为中心,半径100km。
震级:6级左右。
2013年4月20日在预测区内发生了四川芦山(30.2°N,103.0°E)MS7.0地震。尤其是地点的预测,预测震中与芦山MS7.0地震震中相距77km。
2010—2012年川西地区重力资料表明(图2b),四川宝兴、天全、康定、泸定、石棉一带重力差异运动较大,达100×10-8m·s-2,并沿龙门山及鲜水河断裂带形成重力变化高梯度带。重力变化等值线在宝兴、康定附近发生弯曲及转折,表现出明显的重力异常变化。与断裂构造走向基本一致的重力变化高梯度带及梯度带的拐弯部位是判定芦山地震发震地点的主要依据(祝意青等,2013)。
2013年2月四川地震局测绘工程院根据跨断层形变异常等对这次芦山MS7.0地震进行了短期预测探索。在这次短期预测过程中,测绘工程院多次与笔者进行交流,笔者向其提供了重力变化异常分析意见,划定上述危险区,并明确提出其具备6级以上强震或更大地震的可能,这为其对芦山MS7.0地震短期预测地点的判定提供了重要依据。
2.32014年云南鲁甸MS6.5地震中期预测
中国地震局第二监测中心2014年度地震趋势研究报告区域重力场动态变化综合分析中对鲁甸地震进行了中期预测,具体提出如下预测意见:
发震时间:2014年。
发震地点:四川康定—川滇交界东部(震中位置在28.8°N,102.1°E附近)。
震级:7级左右。
2014年1月21日在向中国地震分析预报网提供的流动观测资料异常零报告中进一步明确提出:四川康定、泸定、石棉、汉源、冕宁、西昌、昭觉及云南巧家、昭通一带(26.9°~30.4°N,101.5°~103.5°E)7级左右。
2014年8月3日在预测区内发生了云南鲁甸(27.1°N,103.3°E)MS6.5地震。尤其是地点的预测,明确提到灾情严重的云南巧家至昭通一带。
2011—2013年期间川滇地区重力变化十分剧烈,重力变化高梯度带与测区主要构造带走向基本一致,并形成显著的重力变化四象限分布特征,重力异常的幅度达100×10-8m·s-2、异常范围达400km②。与断裂构造走向基本一致的重力变化高梯度带及四象限分布特征是判定鲁甸MS6.5地震发震地点的主要依据(祝意青等,2014)。
地震活动与重力变化空间上分布的不均匀性和时间上的不连续性息息相关。地震从孕育到发生是一个从应力积累到能量释放的过程。在地震孕育过程中,随着震源区应力的不断积累,使得地壳内部的物质发生迁移,致使地壳内部密度发生变化,从而使得该处地表的重力值发生变化(Chen,1979;顾功叙等,1997;Kuo,1999;祝意青等,2009)。下面结合汶川、芦山和鲁甸震例分析,研究与探讨强震前区域重力场时-空动态变化。
分析汶川MS8.0地震前的重力场动态图像(图1b)可以发现,1998—2005年的累计重力场变化具有以下特征:1)汶川MS8.0地震前区域重力场呈现一种由南向北由正向负的空间大尺度范围内的有序变化;2)在龙门山断裂带的两端附近出现乾宁和青川地区一正一负2个局部重力异常区;3)沿马尔康—汶川—成都一带出现重力变化高梯度带。汶川MS8.0地震发生在重力变化高梯度带零值线与龙门山断裂交会附近地区。
分析芦山MS7.0地震前重力场动态图像(图2b)可以看出,2010—2012年累积重力场的异常变化具有以下特征:1)自西向东、从川西高原向四川盆地由负向正的趋势性变化,主要反映芦山MS7.0地震前区域应力场增强引起的大空间尺度重力场的有序变化;2)龙门山断裂两侧出现的峨边至雅安地区和雅江至小金地区一正一负2个较大范围的重力异常区;3)沿马尔康断裂、龙门山断裂带南段出现的重力变化梯度带。芦山MS7.0地震震中位于正、负重力异常区伴生的与龙门山断裂带走向基本一致的重力变化高梯度带上、重力变化等值线拐弯的地区。
分析鲁甸MS6.5地震前重力场动态图像(图3b)可以看出,2011—2013年累积重力场变化具有以下特征:1)川滇地区重力变化非常剧烈,表现出区域构造活动增强引起的大范围的显著重力变化;2)鲁甸MS6.5地震前震中附近呈现一种由北向南由正向负的较大范围的有序变化,并在攀枝花和美姑地区出现一正一负2个局部重力异常区;3)沿NW向的则木河断裂带出现的重力变化高梯度带在巧家附近发生弯曲,朝NE方向转折。鲁甸MS6.5地震震中位于正、负重力异常区伴生的与构造活动相关的重力变化高梯度带上、重力变化等值线拐弯的地区。
本文研究的高梯度带异常是指相邻两期变化或较长时间累计变化的重力异常,布格重力异常是背景场(祝意青等,2012b),当重力变化趋势与布格重力趋向一致时,可能反映区域构造应力场增强,此时沿构造断裂带产生的重力变化高梯度带异常可视为地震“前兆”,是构造活动导致的。“地表水、地下水”的季节性变化对重力变化的影响存在,但它是局部性的,对一个测点来说,它的影响最大可达15×10-8m·s-2,但对具有显著变化的川滇区域重力场来说,它的影响不具有区域性(Zhu,2010),不影响对区域性大尺度的重力异常及重力高梯度带异常的判定。
综上所述,重力场动态图像较好地反映了区域构造活动增强引起的大尺度重力场有序变化,临震前震中区域出现局部重力异常及其伴生的重力变化高梯度带。仔细深入分析汶川MS8.0地震前的重力图像(图1),震中附近似乎没有出现与龙门山断裂构造一致的重力变化高梯度带,这与空间分辨率有关。由于中国大陆重力基本网的点距较大(100~200km),观测时间间隔较长(2~3a),所得到的信息难以全面反映出汶川地震孕育、发生的过程,不能捕捉到孕震过程中出现的完整前兆信息(zhu et al.,2011),但龙门山地区局部小网的重力资料(点距20~30km,观测时间间隔1a)较好地反映了震前与龙门山断裂走向基本一致的重力变化高梯度带(祝意青等,2009)。汶川MS8.0地震后,中国地震局加强地震重点监视区的流动重力观测,提高了重力观测的时-空密度(点距30~50km,观测时间半年至1年),2013年芦山MS7.0地震较好地反映了这次地震发震地点与区域重力场的局部异常、与区域主要活动断裂走向基本一致的高梯度带及重力变化等值线的拐弯、交会部位有关。2014年鲁甸MS6.5地震,由于震中地区附近没有沿昭通-鲁甸断裂布设测点,不能较好地反映昭通-鲁甸断裂活动引起的地面重力效应,重力测点主要沿震中附近西昌—巧家的则木河断裂分布,因此较好地反映了沿则木河断裂分布的重力变化高梯度带。
已有研究表明,与特定地震构造有关的强震/大震发生,会引起地下应力的重新排列或分布,导致附近或相邻断裂(段)应变积累的非线性加速,从而促使那里潜在强震提前发生(顾功叙,1997;马瑾等,1995,2000;zhu et al.,2012)。2008年汶川MS8.0和2013年芦山MS7.0地震发生在青藏高原东缘的龙门山断裂带上,它与川滇地区深部壳、幔物质运移有着深层次的物质与能量的交换和动力作用(滕吉文等,2008;陈运泰等,2013;李德威等,2013)。汶川、芦山地震后,鲜水河断裂南段、安宁河、则木河-小江断裂带地区出现的显著重力变化,说明汶川、芦山地震的发生并没有显著地缓解鲜水河断裂南段、安宁河、则木河-小江断裂带地区的地震危险性。2014年鲁甸MS6.5地震发生在安宁河-则木河-小江断裂东侧NE向昭通-莲峰断裂附近(闻学泽等,2013),与发生过汶川MS8.0和芦山MS7.0地震破裂的龙门山断裂带南北呼应。2013年芦山MS7.0和2014年鲁甸MS6.5地震的相继发生可能进一步增强鲜水河断裂南段、安宁河、则木河断裂带地区的地震危险性。闻学泽等(2000;2008)通过综合分析区域地震活动图像随时间的演变、沿断裂的历史强震背景以及精定位的小震时-空分布特征,结合已有的地震活动性参数(易桂喜等,2004)和形变测量分析结果认为,道孚—康定段、冕宁以北段和冕宁—西昌段具有强震或大震发生的中-长期潜势。近期重力变化也表明,道孚—康定—泸定地区重力差异运动显著、冕宁—西昌地区是重力变化四象限的中心地带,冕宁—西昌、道孚—康定—泸定地区近5年内仍可能有发生7级左右大震的危险性。
本文主要从重力场动态变化的角度,分析研究鲁甸、芦山和汶川地震前区域重力场动态变化特征及与地震活动的关系,获得的主要认识有:
(1)强震易发生在与构造活动有关联的重力变化正、负异常区过渡的高梯度带上,重力变化等值线的拐弯部位,构造活动断裂带由于其差异运动强烈而构造变形非连续性最强,易产生急剧的重力变化,最有利于应力的高度积累而孕育地震。2008年汶川MS8.0和2013年芦山MS7.0地震发生在重力变化高梯度带与龙门山断裂带的交会部位,2014年鲁甸MS6.5地震发生在重力变化等值线拐弯的昭通-鲁甸断裂带附近。重力场的空间分布及其随时间变化与地壳垂直运动及地质构造活动等观测结果也有一定的对应关系,如:强震易发生在沿活动性断裂的断块垂直差异运动强烈或兼有强走滑运动的地方及不同方向活动性断裂的交接复合部位。
(2)2008年汶川MS8.0、2013年芦山MS7.0和2014年鲁甸MS6.5地震前,震中区及其附近观测到明显的区域性重力异常及重力变化高梯度带,可能是地震孕育过程中观测到的重力前兆。根据重力资料显示的异常变化,笔者对2008年汶川MS8.0、2013年芦山MS7.0和2014年鲁甸MS6.5地震均进行了一定程度的中期预测,尤其是3次强震/大震均发生在地震预测区域内。
(3)对于3个震级不同的地震,本文给出的震前重力场动态变化空间范围不同,这主要是受观测资料完整性的影响。图1采用的中国地壳运动观测网络的重力资料(点距100~200km,观测时间间隔2~3a),图2采用的川西地震重力资料(汶川地震前川西地区只有龙门山小网和沿鲜水河-安宁河-则木河断裂分布的测线,2010年优化调整才有川西整体重力变化资料),图3采用的川滇地区地震重力资料(2011年才开始优化整合并联网观测),因为测网的大小不一,观测周期不一致,震前重力场动态变化空间范围与震级似乎并无正相关关系。而且根据重力动态变化,是否能较准确地判断强震发震位置与重力观测的时-空密度有关,如芦山地震前更大区域的青藏高原东缘重力场动态变化(点距100km左右,观测时间间隔1a)较好地反映了区域应力场增强引起的趋势性变化(liang et al.,2013),能较好地判断强震主体地区。但由于川西地震重力网时-空密度高(点距30~50km,观测时间间隔0.5a),不仅能较好地反映区域应力场增强引起的趋势性变化,而且还能较好地反映震中位置附近的局部重力异常,能较准确地判断其发震位置(祝意青等,2013)。因此,应在中国大陆强震多发区,加强重力观测,在构造活动断裂附近建立更为密集的观测网点(点距20km左右),进一步获得时-空高分辨率的重力场观测信息,可为未来强震发震位置的合理判断提供重要依据。
(4)限于资料,本文对3个地震分别分析了7a和2a时间段内的重力场变化。一般来讲,地震震级与重力异常变化的持续时间、幅值及范围密切相关。观测资料积累的时间越长越有利于判断强震发震震级,异常特征幅度越大、持续的时间越长,其对应的震级越大。分析地震重力异常,不仅要看短期变化,也要分析长期变化。5级地震相邻两期或1a尺度的重力变化明显,较长时间的累计变化没有明显增强;6级以上地震相邻2期重力变化显著,2a以上的累计变化更为显著,尤其是7级以上大震一般需要更长时间的资料。
(5)近期重力异常的分析反映:重力变化四象限分布特征的中心地带冕宁—西昌地区及重力变化剧烈的道孚—康定—泸定地区,可能仍存在中-长期强震/大震危险背景,值得对该地区深入研究和加强监视。
致谢感谢参与重力测量的全体工作人员,他们精心观测,获得了高质量资料。本文是在作者及其合作者们前期工作的基础上撰写而成的,感谢不同时期的合作者们对本文的贡献,也感谢审稿专家的宝贵意见。
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Abstract
Using the multiple-scale campaign gravity data in Sichuan-Yunnan area,we systematically analyzed the relationships between the spatial-temporal gravity changes and the 2014 Ludian,Yunnan Province MS6.5 earthquake and the 2013 Lushan MS7.0 and the 2008 Wenchuan MS8.0 earthquakes in Sichuan Province.Our main results are as follows.1)Before the occurrence of great earthquakes,gravity anomalies occurred in large area around the epicenters.The directions of gravity change gradient belts usually agree roughly with the directions of the main fault zones of the study area.Such gravity changes might reflect the increase of crustal stress,as well as the significant active tectonic movements and surface deformations along fault zones,during the period of gestation of great earthquakes;2)The continuous significant changes of the multiple-scale gravity fields,as well as the greater gravity changes with larger time scales,can be regarded as the medium-range precursors of great earthquakes.The subsequent great earthquakes always occur at the area where the gravities change greatly;3)The spatial-temporal gravity changes are much useful in determining the epicenter of the coming great earthquakes.The large gravity networks are useful in determining the major areas of the coming great earthquakes.However,the local gravity networks with high spatial-temporal resolution are suitable for determining the location of epicenters.Therefore,denser gravity observation networks are necessary for better forecasting the epicenters of great earthquakes.4)Using gravity changes from campaign observation data,the first author of this paper had made medium-range predictions tothe2004LudianMS6.5,2013LushanMS7.0and2008WenchuanMS8.0 earthquakes,specially,the successful predictions of the location of epicenters.Based on above discussions,we emphasize that the medium/long-term potential of great earthquakes might exist nowadays in some areas with significant gravity anomalies in the study region.Because of this reason the monitoring should be strengthened.
EARTHQUAKE PREDICTIONS:SPATIAL-TEMPORAL GRAVITY CHANGES BEFORE THE LUDIAN MS6.5,LUSHAN MS7.0 AND WENCHUAN MS8.0 EARTHQUAKES
ZHU Yi-qing1)FU Guang-yu2)LIANG Wei-feng1)XU Yun-ma1)
1)Second Monitoring Center,China Earthquake Administration,Xi-an710054,China
2)Institute of Earthquake Science,China Earthquake Administration,Beijing100036,China
the Ludian MS6.5 earthquake,the Lushan MS7.0 earthquake,the Wenchuan MS8.0 earthquake,gravity change,tectonic activity,medium-range earthquake prediction
P315.72+6
A文献标识码:0253-4967(2015)01-0319-12
10.3969/j.issn.0253-4967.2015.01.025
祝意青,男,1962年生,1983年毕业于武汉测绘学院大地测量系地震专业,研究员,主要从事重力测量与地球动力学及地震分报研究,E-mail:zhuyq201207@126.com。
2014-10-17收稿,2015-01-26改回。
陕西省科技计划项目(2014K1304)和国家自然科学基金(41274083,41374026)共同资助。