2013年洱源5.5级地震近源区多点水汞短临异常变化特征*

高　琼　邓嘉美

(中国地震局滇西地震预报实验场办公室，云南大理671000)



2013年洱源5.5级地震近源区多点水汞短临异常变化特征*

高琼邓嘉美

(中国地震局滇西地震预报实验场办公室，云南大理671000)

摘要洱源地震前两个月，滇西地震预报实验场3个汞观测点均出现短临异常，有一定的准同步性。但3个测点变化在异常形态、 异常变化时间上随震中距不同呈现出各自的变化特征，这样的特征对于提高未来地震震中预报精度、 实现具有防震减灾实效的短临预报具有重要意义。

关键词洱源地震； 汞； 短临异常； 滇西地震预报实验场

引言

在地震前兆研究方面，寻找近源短临前兆异常变化特征，对于提高地震震中预测精度，实现具有防震减灾实效的地震预报具有重要的意义。

2013年3月3日13时41分15.9秒，云南省洱源县(25°56’N，99°47’E)发生5.5级地震，震源深度9 km。这是近几年滇西地震预报实验场范围内(以下简称滇西实验场)震级较大的一次地震。震前，滇西实验场区内3个汞观测点均出现震前短临异常，异常形态突出，且3测点异常在时间上有一定的同步性。杨芬等[1]对滇西实验场水汞同步性异常与中强地震的关系做过研究，认为滇西实验场水汞同步性异常在近源地震前有较好的反映。这次洱源5.5级地震前多点水汞异常变化特征又是一个很好的震例。

1滇西实验场活动断裂和汞观测点分布

滇西实验场分布有多条地震活动强烈的构造，诸如红河断裂、 楚雄—建水断裂、 中甸—剑川断裂、 丽江—剑川断裂以及近南北向的程海断裂。场区3个汞观测点洱源、 下关和弥渡都位于红河断裂带北段(图1)。这些水汞测点均为高温温泉，与地壳深部有直接通道，能很好地反映断裂深部应力场变化状态，同时地壳深部水汞灵敏度较高的特性使其成为预报地震的一项比较理想的指标[2]。3个观测点的基本情况见表1。

图1　滇西实验场主要活动断裂和汞观测点示意图

序号测点构造部位井深/m观测起始时间1洱源20号井红河断裂与鹤庆—洱源断裂交汇部位266.61989.112下关红河断裂次级西洱河断裂分支塘子铺断裂上上升温泉1988.073弥渡红河断裂与程海断裂交汇处温泉自流井2007.06

2滇西实验场3个汞观测点异常变化特征

洱源20号井水汞自观测以来数据连续完整，无明显的年变规律，短临异常以多点突跳为主，异常形态清晰。2008 年 9 月后取日测值 ≥10 ng/L 为异常[3]，在确认异常后2个月内再出现异常为同组异常，不再另报。2009年以来，最大变化为80.7 ng/L，震前异常信噪比非常显著，应震时间平均为17天，除了其中1次异常至发震间隔时间为33天外，其余均在1个月之内，显然这是较好的短临预报指标(图2，表2)。

图2　洱源20号井水汞日均值变化

表2　洱源20号井水汞2009年以来异常及其对应地震统计表

下关水汞观测点位于下关塘子铺温泉，自观测以来数据连续完整。短临异常有单点突跳和多点突跳两种形态，异常幅度十分显著，正常情况测值在100 ng/L附近上下波动，取日测值 ≥250 ng/L 为异常。2009年以来，最大变化为520.5 ng/L，震前异常信噪比非常显著，应震时间最长37天，其中1次异常持续到地震当天，这也是一项较好的短临预报指标(图3，表3)。

图3　下关水汞日均值变化

表3　下关水汞2009年以来异常及其对应地震统计表

弥渡观测点气汞2007年11月开始采用自动数字测汞仪观测，自观测以来数据连续完整，无明显的年变规律，正常情况测值在0.09 ng/L附近上下波动，异常变化是在背景值基础上呈数倍或百倍的连续高值，取日均值大于五倍均值为异常。2008年以来，最大变化为3.8316 ng/L，震前异常信噪比非常显著，应震时间最长3个月，其中1次异常持续到地震当天，其余均在2个月之内，相对于滇西实验场另外两个测点观测指标，这项指标的应震时间稍长(图4，表4)。

图4　弥渡气汞日均值变化

3洱源地震前3个汞测点短临异常情况

如图5，洱源20号井水汞1月16日和17日分别出现14.4 ng/L和16.4 ng/L的高值突跳，2月5日和2月14日再次出现14 ng/L和13.5 ng/L的高值突跳后恢复正常，于3月3日发生洱源5.5级地震。下关水汞高值突跳集中出现在洱源地震前10天，分别是2月21日的404.3 ng/L，2月22日的390.5 ng/L，2月24日的390.4 ng/L，2月26日的290 ng/L和2月27日的279.4 ng/L，洱源地震当天仍高达290.6 ng/L，洱源地震后汞含量缓慢下降，恢复到背景值附近。弥渡气汞自2月14日开始至2月22日，连续9天出现十倍背景值左右的高值突跳，异常结束9天发生洱源地震。

图5　洱源20号井(a)、 下关(b)、 弥渡(c)震前异常变化情况

从异常统计情况看(表5)，3个测点异常集中出现在震前两个月内，震中距最近的观测点，异常出现的时间早于震中距远的另外两个观测点，异常持续的时间也长于另外两个观测点，并且异常结束后距离发震的时间也长于另外两个观测点。

表5　洱源地震前各观测点异常情况统计表

4结论和讨论

(1) 大多数研究都指出，多台项前兆异常可靠性和对应概率较单项前兆异常高[4-6]。而洱源地震前，滇西实验场3个观测点均在洱源震前2个月出现短临异常，并且它们异常信噪比均非常显著，极容易被发现和确认。事实上，我们就是在震前捕捉到该异常并作为重要预报依据，填报预报卡，对2013年3月3日洱源地震作了较好的预报。

(2) 出现异常的3个观测点均分布于红河断裂带附近，距离洱源地震震中最近的洱源测点，震前异常出现较早，持续时间长，异常结束至发震间隔时间长。而震中距>50 km的下关、 弥渡测点，异常出现得晚，异常持续时间短，异常结束至发震间隔时间短，下关测点异常甚至持续至地震当天。魏家珍、 申春生的地下水爆破试验和水压致裂试验结果[7]很好解释了洱源地震前3个汞测点短临异常出现的时间先后、 持续时间长短与震中距远近的关系。

(3) 地震的孕育是一个应力积累从弱到强的变化过程。在这过程中，地震孕震的近源区内应力场变化强度显著高于远源区，因此，我们就有可能观测到较多的前兆异常； 然后通过对这些前兆异常的时间先后及同步性、 异常变化的形态和变化幅度的差异性进行研究，有可能进一步提高三要素的预测精度。

(作者电子信箱，高琼： gaoqiong146@126.com)

参 考 文 献

[1] 杨芬，金明培，赵家本，等. 滇西实验场水汞同步性异常与中强地震的关系. 国际地震动态，2009(5)： 14-20

[2] 国家地震局科技监测司. 汞量测量方法讲义. 1992

[3] 李庆，周桂华，李春荣，等. 洱源水汞在云南地震预测预报中的实践应用. 国际地震动态，2012(6): 282-282

[4] 石绍先，程万正. 川滇前兆群体异常与成组强震. 中国地震，2004，20(2)： 170-178

[5] 陈燕，石绍先，刘强. 云南水汞群体非均匀度异常与成组强震活动关系. 西北地震学报，2007，29(2)： 161-164

[6] 陈顒. 探索地震前兆复杂性. 北京: 北京学术期刊出版，1989: 85-112

[7] 魏家珍，申春生. 地下爆破和水压致裂试验中汞的地球化学效应, 断层气测量在地震科学中的应用. 地震出版社，1991: 203-208

The characteristics of short-term and impending anomalies

from mercury observations around source area of

Eryuan 2013M5.5 earthquake

Gao Qiong，Deng Jiamei

(Western Yunnan Earthquake Prediction Study Area，Dali, Yunnan 671000，China)

AbstractTwo months before the Eryuan M5.5 earthquake，mercury observations at 3 stations in the Western Yunnan Earthquake Prediction Study Area show short-term and impending anomalies，and there was a synchronous anomalies from three observations. But these mercury observations had their own abnormal form and duration in variation characteristics with the change of epicenter distance，it would have important significance by studying these short-term and impending characteristics to improve the accuracy of future earthquake location and achieve earthquake mitigation effectiveness.

KeywordsEryuan earthquake; mercury observation; short-term and impending anomalies; Western Yunnan Earthquake Prediction Stduy Area

收稿日期：*2015-05-19； 采用日期： 2015-09-29。

中图分类号：P315.72+4；

文献标识码：A； doi: 10.3969/j.issn.0235-4975.2015.12.005