频谱偏移法在2020年6月26日于田 MS6.4地震前的跟踪分析

孙玺皓李 霞苏维刚张朋涛马 亮

1）中国西宁810001 青海省地震局

2）中国兰州730000 甘肃省地震局

前震或广义前震识别的频谱偏移法，是利用中等地震测震数据的频率谱，预测破坏性地震的试验性方法，其目的是判断目标地震是否具有前震属性。在大量研究工作基础上，认为前震或广义前震频谱的频带变窄且有向低频端偏移的特征，其优势频段为0— 1.5 Hz，而正常背景性的中等地震频谱的频带较宽，频段主要集中在0—5 Hz。2010 年玉树7.1 级、2014 年于田7.3 级强震均有明显的前震活动。2 次强震是通过频谱特征差异有效识别前震的典型震例。该方法对判定强震孕育演化过程是否进入短期阶段有一定作用。

基于新疆区域数字化测震台网记录的波形数据，对2020 年6 月26 日于田MS4.6 地震进行跟踪分析。由于震中附近测震台站相对较少，选取震中距500 km 范围内15 个测震台站的资料（其中和田台阵10 个测震台），计算得到NS、EW、UD 分量频谱，发现14个台站存在明显的偏移现象，偏移比例为93.3%，且三分量数据的频谱结构形态几乎相同。于田MS4.6 地震36 min 后发生于田MS6.4 地震，依据定位计算，2 次地震发震位置相距约14 km，震级差为1.8，根据前震定义，认为于田MS4.6 地震是于田MS6.4 地震的典型前震，且属于单发型地震。测震台站空间分布见图1，部分测震台站FFT 均方谱见图2。通过分析，同一类地震在不同震中距台站记录中频谱结构较为一致，频谱差异较小，但非前震性中等地震与前震或广义前震的频谱结构存在明显差异。2014 年2 月11 日于田MS5.4 地震同样发生在2 月12 日于田MS7.3 地震序列主震源区内，从前震与主震间隔时间以及空间位置角度类比，此次于田MS4.6 地震与2014 年于田MS5.4 地震均为发生在主震源区的前震，从前震角度具有相似特征。此次于田MS6.4 地震的发生，验证了前震或广义前震识别的频谱偏移法的有效性，为区域地震活动短期乃至临震预测提供了新方法、新依据。

图1 于田MS4.6 地震频谱偏移台站的空间分布Fig.1 Spatial distribution of spectrum deviation stations of Yutian MS4.6 earthquake

图2 于田4.6 级地震震中附近测震台站的FFT 均方谱Fig.2 FFT mean square spectrum of seismic stations near the epicenter of the Yutian MS4.6 earthquake

于田MS6.4 强震前震中300 km 范围内共有3 个前兆测项出现1 项前兆异常，异常比例为33%，从动力学角度分析，可能与阿尔金断裂附近区域应力场应力增强存在联系。可以证明，强震发生前，在主震源区内外，区域应力场发生了变化，表现为中等震级地震波形存在频谱偏移现象。频谱偏移技术具有短临预报效能，综合分析认为，发生在主震源区内的前震，与主震空间距离一般在100 km 范围内，前震或广义前震与主震间隔时间基本在3个月之内。优势时间为几十分钟至一个月，参与计算测震台站中频谱偏移台站的占比超过70%，偏移特征较明显，预示未来有强震发生的可能。初步机理分析认为，可能与强震前震源区或主震相关区域应力场增强，并接近临界状态时破裂的亚稳态扩展或区域介质破碎损伤、裂隙扩展、成核等过程有关。