2019年3月28日青海茫崖Ms5.0地震前测震学异常回顾与分析

胡维云，袁伏全，孙玺皓，张朋涛，李启雷，王培玲

(青海省地震局，青海 西宁 810001)

0 引 言

据青海台网测定，2019年3月28日，在青海省海西州茫崖市发生Ms5.0地震，震中位于90.89°E、38.28°N，震源深度9 km。据现场调查，花土沟镇居民震感强烈，大部分建筑物基本完好，地震未造成人员伤亡。此次地震序列衰减较快，余震主要集中在主震当天，最大余震为3月28日7时00分20秒Ms4.2地震，主震与最大余震震级相差0.8级，主余震能量比为0.908 7，地震序列b值为0.556 6，综合判定该序列为主震—余震型。余震呈北西向优势分布，位于油沙山—茫崖断裂带东侧，空间展布与断裂带走向基本一致，主震和最大余震Ms4.2均为逆冲型[1]。

本次地震的震中位于青藏高原北部边缘的柴达木盆地西端，其西北是阿尔金山脉，西南是昆仑山脉，东部是柴达木盆地。构造上位于阿尔金褶皱带、东昆仑褶皱带和柴达木盆地的复合部位。境内断裂带发育、规模大、活动性强，其北缘有阿尔金断裂带，南缘有昆北断裂带和祁漫塔格断裂带，内部有油沙山—茫崖断裂带、红柳泉断裂带等一系列北西或北北西向断裂带[1]。此次地震发生在油沙山—茫崖断裂带上，该断裂带是近几十年中强地震多发带，历史上曾发生过1952年10月6日乌图美仁北Ms6.0地震、1977年1月2日茫崖Ms6.4地震、1987年2月26日茫崖Ms6.1地震和1990年1月14日茫崖Ms6.5地震(图1)。

图1 茫崖5.0级地震震中及其周边断裂带、 历史地震分布[1]

此次茫崖Ms5.0地震发生前存在明显的测震学异常，青海省地震局预报部门据此进行了较好的趋势判断。2018年11月青海省地震局在2019年度青海省地震趋势会商会上，将“青海西北地区(36°～39°N、90°～94°E)出现超长时间、大面积ML4.0地震平静”作为年度异常提出[2]，并撰写了《青海西北地区显著4级地震平静异常分析报告》[3]。2018年11月26日至12月29日青海西北地区出现了茫崖3级震群，分析以往茫崖地区曾出现的9次小震群活动，发现均在有效映震期内对应了茫崖及周边地区的中强地震，故将茫崖地区作为重点关注区域，并撰写了《2018年11月26日茫崖震群异常分析报告》[4]。2019年3月15日新疆若羌县相继发生Ms4.2、Ms4.0地震，打破了青海西北地区持续820天的超长时间、大面积ML≥4.0地震平静，青海局预报中心召开多次震情会商会，分析认为近期该地区发生5级左右地震的概率较高，并撰写了《青海西北地区显著4级地震平静异常补充报告》[5]。随即在2019年3月28日发生了茫崖Ms5.0地震，该地震与前两次4级地震的发生，在时间上相隔13天，空间上相距58 km。震后，我们对此次茫崖Ms5.0地震前的震情跟踪监视工作进行了回顾和思考，总结震前测震学异常特征，以期为今后该地区的地震预测提供参考。

1 异常分析和回顾

1.1 ML≥4地震显著平静

青海西北地区属ML≥4地震多发区，年均发生ML≥4地震2次，并呈现出“平静—活跃—平静”的活动特征(图1)。2016年12月14日新疆若羌Ms5.0地震发生以来，青海西北地区就出现了ML≥4地震超长平静，平静面积约15×104km2，异常持续时间为820天。

图2 青海西北地区1980年以来ML≥4地震M-T图(a)和时间间隔图(b)

1980～2016年青海西北部ML≥4地震活动共经历了4次较长平静时段(图2、表1)：第1次平静时段为1983年12月25日～1986年12月21日，共持续1 092天，平静被打破后又经历了67天的平静，后续发生了1987年2月26日茫崖6.1级地震，发震断裂带为油沙山—茫崖断裂带；第2次平静时段为1987年2月26日～1989年6月21日，共持续了846天，平静被打破后又经历了207天的平静，后续发生了1990年1月14日茫崖6.6级地震，发震断裂带为油沙山—茫崖断裂带；第3次平静时段为1990年6月27日～1994 年9月7日，共持续了1 533天，后续直接发生了1994年9月7日若羌5.4级地震，发震断裂带为阿尔金断裂带；第4次平静时段为1998年3月22日～2000年3月28日，共持续了737天，平静被打破后又经历了243天的平静，后续发生了2000年11月26日可可西里5.1级地震，发震断裂带为阿尔喀断裂带。

表1 1980年以来青海西北地区ML≥4地震长时平静与中强地震对应情况

1980～2016年青海西北部共出现4次超过700天的ML≥4地震显著平静异常，在平静结束的8个月内均发生了中强地震(其中1次显著平静被中强地震直接打破)。震例表明青海西北部ML≥4地震显著平静与中强地震具有较好的对应关系，具有中长期预测意义。异常对应的优势发震时间为平静被打破后的8个月内，优势发震断裂为油沙山—茫崖断裂带。且该地区ML≥4地震显著平静结束后，后续中强地震的发生呈现出“长期平静—平静打破—短时间再次平静—发震”的活动性特征，即在中强震发生前存在超过700天的ML≥4地震平静，然后平静被打破，之后再次出现67～243天的ML≥4地震平静，最后发生中强地震。陈玉华等[6]人统计了青藏高原1975年以来的25组6级强震前对应的4级地震活动情况(表3)，结果表明92%的强震前出现了4级平静异常，如1990年1月14日茫崖Ms 6.5地震前存在持续552天的4级地震平静，平静面积为43×104km2；1995年12月18日玛多Ms 6.2地震前存在持续664天的4级地震平静，平静面积为74×104km2；2008年1月9日西藏改则Ms 6.9地震前存在持续972天的4级地震平静，平静面积为45×104km2；2013年7月22日岷县漳县Ms 6.6地震前存在持续626天的4级地震平静，平静面积为48×104km2等[6]。以上震例经验，为本次青海西北地区显著4级地震平静后发生中强地震的可能性提供了参考依据。

1.2 茫崖3级震群

2018年11月26日至12月29日青海西北地区出现了茫崖3级震群(38.18°N，91.36°E)，长轴半径12 km，短轴半径11 km，地震总个数为48个，其中最大地震和次大地震分别为ML3.4和ML3.3级，最大日频次为18次。对该震群进行参数计算得到U=0.692 1、K=0.926 8、ρ=0.890 6、b=0.96、h=0.58，其中U、K、b、h四项满足前兆震群判定指标，按照综合判定前兆震群指标可以判定此次震群为U～K型前兆震群[7]。陈玉华等[6]对1980年以来青海地区总频次大于40的34个震群事件进行参数计算，判断出前兆震群24个(71 %)，发现100 %前兆震群后发生相应的中强震，部分非前兆震群后也发生相应的中强震，且震群对应的中强震80 %发生在本地震构造带，这对中强震孕育区域有一定的指示意义[8]。《2018年11月26日茫崖震群异常分析报告》对1980年以来茫崖地区出现的9次小震群事件进行了回溯性研究，发现茫崖地区出现的震群活动持续时间多在1个月内，且均在有效映震期内对应了茫崖及周边地区的中强地震，对应地震范围为23～480 km，对应时间间隔为2～19个月，优势对应地区为茫崖地区，优势预测时间为10.6月，具有较为明显的指示意义(表2)。据此推测，本次震群发生后的2～19个月内，在茫崖地区发生5级以上地震的可能性较大，优势发震时间为10.6个月。4个月后，在该震群的西南方向约40 km处，发生了2019年3月28日茫崖Ms5.0地震。

表2 1980年以来茫崖地区震群与周边中强地震对应统计

1.3 显著地震

2019年2月至3月，青海地区地震活动性显著增强，在不到一个月的时间里连续发生多次4级地震，分别为2月20日德令哈M4.5、3月10日治多M4.2和3月14日泽库M4.3地震。青海虽为4级地震多发地区，但在如此短时间里连续发生多次4级地震的现象也比较少见。在此背景下，3月15日新疆若羌又相继发生Ms4.2、Ms4.0地震，打破了青海西北地区持续820天的ML≥4地震平静。两次4级地震发震时间间隔不到16小时，发震位置相同，发震断层为北东东向左行走滑的阿尔金断裂带。根据该地区ML≥4 地震与中强震的活动呈现出“长期平静—平静打破—短时间再次平静—发震”的活动性特征，即在中强震发生前存在超过700天的ML≥4地震平静，平静被打破后再次出现67～243天的ML≥4地震平静，最终发生中强地震[9]。分析认为3月15日新疆若羌两次4级地震打破了青海西北部ML≥4地震显著平静，平静区内地震危险性非但没有减弱，且在进一步增强。因此认为若羌的这两次4级地震可能是中强震发震前的显著地震事件，可看作是打破平静的信号震，对未来平静区内发生中强地震具有中短期预测意义。两次4级地震发生后，仅隔13天，就发生了3月28日茫崖Ms5.0地震。

2 结论与讨论

本次茫崖Ms5.0地震与2016年新疆若羌Ms5.0级地震发生的背景基本相似，2015年11月青海局预报中心根据该地区6级以上地震长时间平静、2010年玉树地震后5级地震空区边缘、茫崖震群优势对应区域和中等地震活动增强背景为依据，在2016年年度地震趋势会商时明确将该地区划定为应注意区域，预测有5.5级左右地震发生[10]，随后在应注意区域发生了2016年12月14日新疆若羌Ms5.0级地震。本次茫崖Ms5.0地震的发生表明，其震前明确提出的3项测震学异常ML≥4地震超长平静、茫崖3级震群和显著地震事件是可靠的，以及据此做出的震情趋势的判定较为准确，说明多年来总结的经验和使用的测震学方法是正确有效的。虽然对本次茫崖Ms5.0地震进行了较好的预测，但也存在以下几点不足：

(1)本次茫崖Ms5.0地震震前缺乏有效的前兆短临异常，是本次地震未能做到短临预报的关键。距离本次地震震中250 km范围内无定点前兆观测点。今后可在该区域增设地球物理场观测点，以期能在中强震前提出短临预测意见；

(2)本次茫崖Ms5.0地震的趋势判定工作暴露出过多的依赖以往震例经验，但对数字地震资料研究明显不足。2008年以后青海省数字地震观测台网才正式运行，积累了一些中小地震的数字地震波形资料，也开展了一些相关研究。今后需要对中强震前的数字地震波形资料进行深入研究，不能仅局限于震例经验。

本次茫崖Ms5.0地震具有其特殊性，为今后开展相关研究提供了思路。在目前地震成功预报难题仍未被攻克的阶段下，每一次地震都为我们提供了研究目标，只有总结好、研究透每一次地震，多年后才能在特定的地区、特定的条件下实现短临预报。