孫少安 郝洪濤 韋 進(jìn)

1 中國(guó)地震局地震研究所（地震大地測(cè)量重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室），武漢市洪山側(cè)路40號(hào)，430071

2 中國(guó)地震局地殼應(yīng)力研究所武漢科技創(chuàng)新基地，武漢市洪山側(cè)路40號(hào)，430071

2014－10－07云南景谷發(fā)生M6.6地震，震源深度5km。地震發(fā)生在無(wú)量山斷裂西支（普文斷裂）的北西延長(zhǎng)線上，西北側(cè)緊鄰瀾滄江斷裂和景谷斷裂，東側(cè)并行排列有無(wú)量山斷裂中支（普洱斷裂）、把邊江斷裂等。該地震發(fā)震斷裂的構(gòu)造行跡不甚明顯，震中區(qū)早期的中小地震不多，有限的監(jiān)測(cè)手段中除流動(dòng)重力外，可資分析的資料較少。本文通過(guò)布設(shè)在震區(qū)及周邊的地震重力監(jiān)測(cè)網(wǎng)近年獲得的重力觀測(cè)資料，在合理選用區(qū)域重力場(chǎng)變化時(shí)空基準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，制作景谷M6.6地震前區(qū)域重力場(chǎng)時(shí)變圖，研究滇西南區(qū)域重力場(chǎng)的演變規(guī)律和區(qū)域特征。

1 測(cè)網(wǎng)及資料概況

云南景谷M6.6地震震區(qū)及周邊重力網(wǎng)由國(guó)家重大工程項(xiàng)目重力網(wǎng)和云南省地震區(qū)域重力網(wǎng)構(gòu)成，如圖1。

圖1所示測(cè)網(wǎng)于2010年建成并開(kāi)始觀測(cè)，其中，以下關(guān)為中心的3個(gè)測(cè)環(huán)由云南省地震局觀測(cè)，其他部分由中國(guó)地震局地震研究所和第一監(jiān)測(cè)中心觀測(cè)。該測(cè)網(wǎng)建成初期每年觀測(cè)一次，2013年開(kāi)始改為半年一次，迄今共觀測(cè)6 期資料。特別需要說(shuō)明的是，最后一期資料完成于2014－08－12～09－21。全部測(cè)量采用絕對(duì)重力測(cè)量與相對(duì)重力測(cè)量相結(jié)合的方法進(jìn)行準(zhǔn)同步觀測(cè)，觀測(cè)儀器使用FG5 絕對(duì)重力儀及LCR－G 型、CG－5型相對(duì)重力儀。觀測(cè)資料內(nèi)在質(zhì)量較好，絕對(duì)重力測(cè)量精度優(yōu)于5μGal［1］，相對(duì)重力測(cè)量精度優(yōu)于20μGal［2］，基本具備監(jiān)測(cè)因構(gòu)造活動(dòng)引起的重力場(chǎng)非潮汐信息的能力。

鑒于云南景谷M6.6地震震區(qū)及周邊重力網(wǎng)的資料現(xiàn)狀，要研究和獲取區(qū)域重力場(chǎng)異常的時(shí)序變化信息，選擇一個(gè)相對(duì)合理的時(shí)空基準(zhǔn)至關(guān)重要［3］。本文以該網(wǎng)2010年的首次觀測(cè)結(jié)果為基準(zhǔn)，研究區(qū)域重力場(chǎng)隨時(shí)間的累積變化。顧及到云南地區(qū)7級(jí)左右地震異常時(shí)間大約3a的統(tǒng)計(jì)規(guī)律［4］，選擇2011年以來(lái)的全部觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，希望發(fā)現(xiàn)區(qū)域重力場(chǎng)演變規(guī)律與云南景谷M6.6地震事件的關(guān)系。

2 震中區(qū)重力場(chǎng)演變特征

對(duì)汶川M8.0地震孕育過(guò)程伴隨的重力場(chǎng)動(dòng)態(tài)變化研究表明［5］，一次強(qiáng)烈地震孕育、發(fā)生的空間判據(jù)是在震中區(qū)重力場(chǎng)變化上出現(xiàn)兩個(gè)標(biāo)志性現(xiàn)象：一是持續(xù)的上升變化，便于地震能量積累；二是較大規(guī)模的低值重力變化梯級(jí)帶，有利于逆沖型地震破裂的發(fā)生。地震能量的積累就是應(yīng)力場(chǎng)持續(xù)加強(qiáng)和地下物質(zhì)致密的過(guò)程，這個(gè)過(guò)程的重力場(chǎng)反映的是上升變化；反之，應(yīng)力場(chǎng)由強(qiáng)轉(zhuǎn)弱，重力場(chǎng)轉(zhuǎn)為下降變化。如果升降變化在某一地帶同時(shí)出現(xiàn)，則必然形成升降轉(zhuǎn)換的梯度帶，這種地帶的剪切應(yīng)力較大，可以為孕育一定能量的地震提供最有利的突破空間。

圖2是以2010年首次觀測(cè)結(jié)果為時(shí)空基準(zhǔn)制作的區(qū)域重力場(chǎng)累積變化時(shí)序圖。2010年以來(lái)，滇西南地區(qū)共發(fā)生M5.0以上地震7次，其中6次發(fā)生在盈江、騰沖一帶，一次發(fā)生在景谷，發(fā)震時(shí)間則分別集中在2011年和2014年。表1所列為7次地震的相關(guān)參數(shù)。

圖2 震中區(qū)重力場(chǎng)時(shí)序變化圖Fig.2 The epicentral area be temporal variation of gravity field

表1 滇西南地區(qū)2010年以來(lái)發(fā)生的M5.0以上地震Tab.1 Yunnan southwest regional above the M5.0earthquake since 2010

圖2顯示，區(qū)域重力場(chǎng)近年隨時(shí)間的演變過(guò)程與盈江、騰沖、景谷等地震存在較大的相關(guān)性。2011－10的變化圖顯示，滇西南大部地區(qū)重力場(chǎng)呈條帶形上升變化，走向北西－南東，升幅最大區(qū)域在騰沖東側(cè)。盡管2011年幾次地震發(fā)生在10月前，騰沖一帶依然顯現(xiàn)出較大幅度的上升變化?？梢?jiàn)，盈江、騰沖地震后區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)并未進(jìn)行較大調(diào)整，在滇西南地區(qū)繼續(xù)維持強(qiáng)勢(shì)狀態(tài)。一年后的2012－10，騰沖一帶恢復(fù)常態(tài)，滇西南區(qū)域重力場(chǎng)上升變化區(qū)縮小、幅度下降，而景谷一帶出現(xiàn)上升變化的集中區(qū)。2013－05整個(gè)滇西南區(qū)域重力場(chǎng)轉(zhuǎn)為下降，進(jìn)入調(diào)整恢復(fù)狀態(tài)。該時(shí)段的區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)可能受四川蘆山M7.0地震（2013－04－20）能量釋放的影響而快速減力，轉(zhuǎn)入松弛狀態(tài)。2013－10滇西南區(qū)域重力場(chǎng)又開(kāi)始新一輪上升，變化范圍和幅度維持著2012－10的狀態(tài)，但確立了景谷的異常中心地位。它表明，區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)不僅恢復(fù)到了2012－10的強(qiáng)度，而且重新開(kāi)始下一次地震的能量積累。到2014－05，區(qū)域重力場(chǎng)上升變化區(qū)再次萎縮，僅在景谷、瀾滄一帶保留上升變化，外圍大部進(jìn)入下降狀態(tài)，騰沖一帶降幅較大，且在5月末的一周內(nèi)先后發(fā)生盈江M5.6和M6.1地震，余震也達(dá)到M5.1級(jí)。2014－09以景谷為中心的上升變化再次加強(qiáng)，幅度也相應(yīng)增大，范圍擴(kuò)大至滇西南大部地區(qū)，隨后發(fā)生景谷M6.6地震。

從滇西南區(qū)域重力場(chǎng)兩年來(lái)的演變和M5.0以上地震情況看，區(qū)域重力場(chǎng)變化的最顯著特征是幅度大、速度快、升降轉(zhuǎn)換周期短。尤其是2013年下半年開(kāi)始，區(qū)域重力場(chǎng)升降轉(zhuǎn)換幅度之大、速度之快是前所未有的，它揭示出區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)弱狀態(tài)頻繁變更的劇烈程度，2014年在滇西南以及整個(gè)云南地區(qū)發(fā)生的M5.0以上地震也證明了這一點(diǎn)。文獻(xiàn)［4］及許多震例總結(jié)的重力變化與地震孕育、發(fā)生相對(duì)應(yīng)的典型模式“上升－加速－轉(zhuǎn)向下降－發(fā)震－恢復(fù)”中的某些階段在此難以看見(jiàn)，也足見(jiàn)其大幅、快速變化的特征有多么突出。同時(shí)，一個(gè)強(qiáng)烈地震的孕育、發(fā)生應(yīng)該出現(xiàn)的兩個(gè)標(biāo)志性特征，也只見(jiàn)其一，不見(jiàn)其二。滇西南區(qū)域重力場(chǎng)變化的這種獨(dú)特征兆，足以說(shuō)明該區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)當(dāng)前極為強(qiáng)勢(shì)，地震能量積累快，釋放也快。當(dāng)然，該區(qū)域復(fù)雜的構(gòu)造形態(tài)也應(yīng)該是造就地震能量快速積累和釋放的先決條件。

3 結(jié) 語(yǔ)

本文利用國(guó)家重大工程項(xiàng)目重力網(wǎng)和云南省地震區(qū)域重力網(wǎng)近年來(lái)獲得的高精度重力觀測(cè)資料，分析了云南地震前震中區(qū)重力場(chǎng)演變的規(guī)律及區(qū)域性特征。結(jié)合相關(guān)研究認(rèn)為，滇西南區(qū)域重力場(chǎng)近年來(lái)的變化呈現(xiàn)幅度大、速度快、升降轉(zhuǎn)換周期短的特征，表明在復(fù)雜構(gòu)造環(huán)境和反復(fù)增強(qiáng)的應(yīng)力場(chǎng)條件下，該區(qū)域發(fā)生的地震展現(xiàn)出能量積累和釋放均較快的區(qū)域特征。

［1］邢樂(lè)林，李輝，何志堂，等.成都基準(zhǔn)臺(tái)絕對(duì)重力復(fù)測(cè)結(jié)果分析［J］.大地測(cè)量與地球動(dòng)力學(xué)，2008，28（6）：38－42（Xing Lelin，Li Hui，He Zhitang，et al.Analysis of Repeat Absolute Gravimetric Results at Chengdu Seismostation［J］.Journal of Geodesy and Geodynamics，2008，28（6）：38－42

［2］李輝，申重陽(yáng)，孫少安，等.中國(guó)大陸近期重力場(chǎng)動(dòng)態(tài)變化圖像［J］.大地測(cè)量與地球動(dòng)力學(xué)，2009，29（3）：1－10（Li Hui，Shen Chongyang，Sun Shao’an，et al.Dynamic Gravity Change in Recent Years in China Continent［J］.Journal of Geodesy and Geodynamics，2009，29（3）：1－10）

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［4］孫少安，項(xiàng)愛(ài)民，李輝，滇西和北京區(qū)域重力場(chǎng)演化及其與地震關(guān)系的探討.地震，1999，19（1）：97－106（Sun Shao’an，Xiang Aimin，Li Hui.Research on Evolution of Western Yunnan and Beijing Regional Gravity Fields and Their Relationship with Earthquake［J］.Eeathquake，1999，19（1）：97－106）

［5］申重陽(yáng)，李輝，孫少安，等.重力場(chǎng)動(dòng)態(tài)變化與汶川Ms8.0地震孕育過(guò)程［J］.地球物理學(xué)報(bào)，2009，52（10）：2 547－2 557（Shen Chongyang，Li Hui，Sun Shao’an.Dynamic Variations of Gravity and the Preparation Process of the Wenchuan Ms8.0Earthquake［J］.Chinese Journal of Geophysics，2009，52（10）：2 547－2 557）