云南地区3次6级间歇性双震第二主震的前震特征分析

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【作者】 李永莉  苏有锦  田秀美  钱晓东 

【关键词】6级间歇性双震 第二主震 前震特征 云南地区 

【出版日期】2005-04-23

【摘要】分析大姚6.2,6.1级间歇性双震地震序列的地震波、地震活动变化,以类比方法分析了同震型的1976年盐源—宁蒗6.7,6.4级地震序列,1971年普洱6.7,6.2级地震序列,寻求第二主震的前震活动特征,结果表明:大姚6.2级与盐源—宁蒗6.7级序列中均出现一组P,S波振幅比为直线的前震;双震序列在第一主震后20~60d内,出现3,4级地震频度增高与b值、h值偏离余震衰减准同步异常的现象,第二主震临震前数天出现3,4级地震平静,与第二主震时间间隔仅2~9h,相距震中8km内发生3级显著地震。为预测预报间歇性双震序列的第二主震提供了一定判据。

【刊名】地震研究

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0前言2003年7月21日云南大姚发生6.2级地震(25°57′N,101°14′E),地震平静期长达18个多月。间隔88d后,10月16日大姚再次发生6.1级地震(25°55′N,101°18′E)。这两次地震震中仅相距8km,震源几乎重合,为云南地区少见的“间歇性双震”。间歇性双震地震序列定义为第一主震与第二主震时间间隔相对较长的双震序列(一般双震时间间隔30d以上)。该序列的地震活动比较丰富、持续时间较长,为分析研究地震序列的动态变化,提供了相对多的样本。本文剖析了大姚6.2级地震序列中地震波的P波初动、振幅比和地震频度、b值、h值等参数的变化,类比了云南地区1965年以来6级间歇性双震的序列变化,寻求间歇性双震序列中的前震活动特征,为预测预报间歇性双震序列的第二主震提供一定判别依据。1云南地区1965年以来6级间歇性双震对于双震型地震序列,在时间和地点上无严格的定量,在此综合国内专家的研究成果与云南地区以往对历史地震震例的判定[1-3],定义双震型地震为主震的震级差≤0.5级,地点上以同在孕震区,7级,6级,5级地震距离分别为100km,50km,30km;时间上以孕震期内,7级,6级,5级地震分别不超过1a,6个月,3个月.6级间歇性双震定义为两次主震的时间间隔为30天以上的6级双震型地震。1965~2003年间云南地区发生了3次6级间歇性双震,即1971年4月28日、9月14日的普洱6.7级(22°48′N,101°06′E),6.2级(22°57′N,100°33′E)地震,时间间隔136d、震中相距约50km;1976年11月6日、12月13日的盐源—宁蒗6.7级(27°30′N,101°48′E),6.4级(27°21′N,101°03′E)地震,时间间隔38d,震中相距8km以及2003年7月21日、10月16日大姚6.2,6.1级地震。下面以大姚地震序列动态变化为主,以类比的方法分析1976年盐源—宁蒗6.7,6.4级地震序列,1971年普洱6.7,6.2级地震序列的地震活动,寻求云南地区间歇性双震序列的前震活动特征。2大姚、盐源—宁蒗、普洱6级间歇性双震序列的前震特征2.1间歇性双震序列的P波初动与P,S波振幅比地震波的P波初动、P与S波振幅比与地震震源机制、地震构造和台站位置有关,分析单台测定的P,S波振幅比可以反应地震序列断层面解的稳定性。由于云南地区台网缺少1971年普洱地震的记录资料,下面仅分析大姚与盐源—宁蒗地震的第一主震P波初动、P,S波振幅特征。利用距主震最近的地震台模拟记录资料,分析第一主震后7d内的垂直向P波初动方向和P,S波振幅比的关系。图1a为大姚台记录的大姚6.2级地震资料处理结果,“●”为初动方向向下,虚线表示P波振幅与S波振幅的平分线。图1b为宁蒗台记录的盐源—宁蒗6.7级地震,“+”表示初动方向向上,“-”表示初动方向向下。从图中可见大姚6.2级地震P波初动方向一致向下,以虚线为界分为P波振幅大于S波的“大头波”和P波振幅小于S波的“小头波”两组,“大头波”与“小头波”显示了大姚序列中存在非单一的破裂方式,其中“大头波”为过原点有一定宽度的直线,“小头波”分布则较散;盐源—宁蒗6.7级地震P波初动方向分为明显的上、下两组,初动向下一组的P,S波振幅比的比值散乱,而初动向上一组的振幅比为过原点的一组直线。表明大姚6.2级地震的“大头波”与盐源—宁蒗6.7级地震初动向上的一组波,振幅比值稳定反应了地震的断层面解一致,为第二主震的前震[3]。图1云南地区6级间歇性双震第一主震的P波初动与P,S波振幅比(a)大姚6.2级地震;(b)盐源—宁蒗6.7级地震图2大姚6.2级,6.1级地震序列的地震参数时间进程(a)M-T图;(b)h值;(c)b值2.2两次地震序列的地震活动特征2.2.1大姚6.2级地震序列(1)序列的频度变化2003大姚6.2级地震具有丰富的余震活动,图2a为大姚地震7月21日~10月31日2级以上地震的M-T图。图中所示7月21~23日出现4级余震频度增高,7月29日~8月5日出现2,3级地震频度增高,8月5日发生4.6级余震后3级以上地震无明显的衰减,接着8月12日,18日各发生4.7级余震1次,8月19日~25日2,3级地震无明显的起伏,9月1日~9月27日出现3,4级地震的缓慢增频(6.2级震后40~50d左右),之后出现长达6d的2级以上地震平静,10月16日发生显著的3.9级地震(与大姚6.1级地震相距2km),时间间隔仅9h后发生第二主震。从10月16日4.7级余震后至10月20日3,4级地震快速衰减,之后2,3级余震基本上无衰减。(2)h值、b值的动态h值、b值为地震序列的常规分析方法。h值表示序列衰减的程度,但受起算震级的影响较大。图2b表示大姚6.2级地震以起算震级为2级,统计时间为24h得出的计算得出的h值于主震后50d(即9月8日)左右出现明显的上翘,偏离了余震序列的衰减正常值,出现了增频。b值表示地震序列中余震的大小比例关系,图2c表示了大姚6.2级地震,以2级为起算震级,震级差为0.1级,以最小二乘法计算每天的b值,于主震后40~50d、60~70d左右在缓升的背景上均出现突降。2.2.21976年盐源—宁蒗6.7,6.4级与1971年普洱6.7,6.2级地震序列(1)序列频度的变化如图3a中所见,1976年11月7日的盐源—宁蒗6.7级地震,从11月7日5.6,5级余震后,4级地震从11月7~16日、3级地震从11月8~11月25日出现明显的增频,11月25日~12月9日3级地震快速衰减,12月10~11日3,4级地震出现了2d平静,12日发生1次3.7级显著地震(与第二主震仅相距7km),间隔28h后发生盐源—宁蒗的6.4级地震。于12月22日发生5.2级地震之后,3级地震出现明显衰减—平静期直至发生4,5级强余震,与第一主震有明显的差异。如图3b中所见,1971年4月28日的普洱6.7级地震,于第2天发生了最大4.3级地震后,至5月18日出现长达20d的3级余震增频,之后3级地震平静—发震—再平静未出现衰减现象,6月15日发生了1次4级地震后,于6月16日~7月25日3级地震频次又出现缓慢的回升,之后3级余震无明显衰减,但有长达23d的平静,于9月13日发生1次3.2级显著地震(与第2主震仅相距8km),间隔32h后发生普洱6.2级第二震,之后3级地震出现明显衰减—平静期直至发生3级强余震。图3云南地区6级间歇性双震的M-T图(a)1976年盐源—宁蒗6.7,6.4级地震;(b)1971年普洱6.7,6.2级地震图4云南地区6级间歇性双震序列的h值(a)1976年盐源—宁蒗6.7级地震;(b)1971年普洱6.7级地震(2)h值、b值①h值:如图4a所示,1976年11月7日的盐源—宁蒗6.7级地震序列h值以起算震级取为2.8,统计时间为24h计算,可见宁蒗6.7级地震用2.8级为起算震级的h值于主震后20d(即11月27日)左右出现明显的上升,偏离了余震序列的衰减。如图4b所示,1971年4月28日的普洱6.7级地震序列h值以起算震级为2.5,统计时间为24h计算,可见普洱6.7级地震用2.5级为起算震级的h值在震后7d(即5月5日)左右均出现了上升,在震后50d(即6月15日)左右再次出现了上升,偏离了余震序列的衰减正常值。②b值:图5a表示了1976年11月7日的盐源—宁蒗6.7级地震序列,以2.8级为起算震级、震级差为0.1、最小二乘法计算每天的b值,于主震后7d(即11月14日),20d(即11月27日)左右在缓升的背景上均出现突降。图5b为1971年4月28日的普洱6.7级地震序列,以2.5级为起算震级、震级差为0.1、最小二乘法计算每天的b值,于主震后20d(即5月18日),50d(即6月20日)左右在缓升的背景上均出现突降。图5云南地区间歇性双震序列的b值(a)1976年盐源—宁蒗6.7级地震;(b)1971年普洱6.7级地震图6云南地区6级间歇性双震序列的地震震中分布(a)2003年大姚6.2,6.1级地震;(b)1976年盐源—宁蒗6.7,6.4级地震3讨论与结论(1)本中提出大姚6.2级与盐源—宁蒗6.7级地震的地震波初动、振幅比,均出现两组波形,其中一组为第二主震前震,但表现形式各有不同,大姚6.2级以P波振幅大于S波的“大头波”形式出现,盐源—宁蒗6.7级则体现为与余震初动方向相反的一组。讨论大姚6.2,6.1级与盐源—宁蒗6.7,6.4级地震的发震构造、震源机制解与震中分布,发现:大姚6.2,6.1级地震震源机制解均为左旋走滑型(据王绍晋计算),据云南省地震局野外考察资料显示,大姚地震无发震构造①;而1976年盐①云南省地震局.大姚6.2级地震灾害损失评估报告.2003.源—宁蒗6.7级地震为左旋走滑型发生于北东10°的甲米断裂,6.4级地震为右旋走滑型发生于北西北50°的辣子沟断裂[5]。图6分别给出2003年大姚6.2,6.1级地震与1976年盐源—宁蒗6.7,6.4级地震的震中分布。由图6a可知,大姚6.2,6.1级地震序列余震分布的优势方向均为北西向,6.1级地震位于6.2级地震的东南边。从图6b可知,1976年盐源—宁蒗6.7级序列余震分布的优势方向为北西向,6.4级地震序列余震分布方向为北东向,第一主震与第二主震序列的余震主要分布于两次主震之间。结果显示大姚序列与盐源—宁蒗序列的两次主震在发震构造、震源机制与震中分布方向均不同。表明大姚6.2,6.1级与盐源—宁蒗6.7,6.4级地震序列第二主震的前震P波初动、P,S波振幅比的差异,可能与双震的震源机制、地震构造有关,但具体关系尚需做进一步的机理研究。(2)如图2a所示,大姚6.2级地震后出现了3,4级地震频率增高现象,同时h值、b值也出现异常,表现出前震特征[5],表明大姚6.2级余震中包含了6.1级地震的前震活动,但要分清何为前震,何为余震,要准确预测预报第二主震或强余震的发生仍有一定难度。(3)云南为中强地震和强震的多发省份,地震类型多样、复杂,但6级间歇性双震从1965年以来仅有3例,样本偏少,影响到间歇性双震序列特征的规律总结,需在预测预报中不断补充、检验。综上所述,云南地区6级间歇性双震中第二主震的前震,在地震波、序列地震活动、临震方面具有相似的特征,具体表现为:①P,S波振幅比特征:大姚6.2级地震序列与盐源—宁蒗6.7级地震序列中出现一组振幅比过原点的基本直线,为第二主震的前震;②地震频率增高:大姚6.2级震后40~60d,盐源—宁蒗6.7级震后20d左右,普洱6.7级地震后50d左右,3,4级地震频度增频、h值与b值偏离余震衰减正常值出现了准同步频率增高的现象;③临震的显著地震:大姚6.1级地震前6d出现2级以上地震平静,震前9h、相距2km发生3级显著地震;盐源—宁蒗6.4级地震临震前2d出现3级地震平静,震前28h、相距7km发生3级显著地震;普洱6.2级地震临震前23d的3级地震平静,震前32h、相距8km发生3级显著地震。云南地区3次6级间歇性双震第二主震的前震特征分析@李永莉$云南省地震局!昆明650041 @苏有锦$云南省地震局!昆明650041 @田秀美$云南省地震局!昆明650041 @钱晓东$云南省地震局!昆明6500416级间歇性双震;;第二主震;;前震特征;;云南地区分析大姚6.2,6.1级间歇性双震地震序列的地震波、地震活动变化,以类比方法分析了同震型的1976年盐源—宁蒗6.7,6.4级地震序列,1971年普洱6.7,6.2级地震序列,寻求第二主震的前震活动特征,结果表明:大姚6.2级与盐源—宁蒗6.7级序列中均出现一组P,S波振幅比为直线的前震;双震序列在第一主震后20~60d内,出现3,4级地震频度增高与b值、h值偏离余震衰减准同步异常的现象,第二主震临震前数天出现3,4级地震平静,与第二主震时间间隔仅2~9h,相距震中8km内发生3

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