孫少安郝洪濤韋 進1)中國地震局地震研究所地震大地測量重點實驗室,武漢 4300712)中國地震局地殼應力研究所武漢科技創新基地,武漢 430071
云南景谷M6.6地震前重力場變化的區域性特征
孫少安1,2)郝洪濤1,2)韋 進1,2)
1)中國地震局地震研究所地震大地測量重點實驗室,武漢 430071
2)中國地震局地殼應力研究所武漢科技創新基地,武漢 430071
據中國地震臺網測定,2014年10月7日21時49分39.5秒云南省普洱市景谷傣族彝族自治縣(23.4°N,100.5°E)發生M6.6地震,震源深度5 km。這次地震發生在無量山斷裂西支(普文斷裂)的北西延長線上,西北側緊鄰瀾滄江斷裂和景谷斷裂,東側并行排列有無量山斷裂中支(普洱斷裂)、把邊江斷裂等,再外側則由西南方的黑河斷裂,西北方的南汀河斷裂和東北方的紅河斷裂中段幾條深大斷裂帶所包圍。該地震發震斷裂的構造行跡不甚明顯,震中區早期的中小地震不多,有限的監測手段中,除了流動重力以外,對于該地震可供分析的資料較少。本文采用布設在震區及周邊的地震重力監測網近年來獲得的重力觀測資料,在合理選用區域重力場變化時空基準的基礎上,制作出了云南景谷M6.6地震前區域重力場的時變圖件,并研究分析了滇西南區域重力場的演變規律和區域性特征。
對汶川M8.0地震孕育過程伴隨的重力場動態變化研究表明,一次強烈地震孕育、發生的空間判據表現在震中區重力場的變化上需要出現兩個標志性特征現象:一是持續的上升變化;二是較大規模的低值重力變化梯級帶。地震能量的積累過程就是應力場持續加強和地下物質致密的過程,這個過程的重力場反應是上升變化;反之,應力場由強轉弱的松弛過程,重力場轉為下降變化。如果升降變化在某一地帶同時出現,則必然形成升降轉換的梯度帶,這種地帶的剪切應力較大,可以為孕育了一定能量的地震提供最有利的突破空間。因此,這兩項特征性判據在進行重力場變化與地震關系研究時具有廣泛的普適性,因為它揭示了地震孕育、發生過程中地球重力場變化的基本反映。
從滇西南區域重力場兩年來的演變過程和發生的M5.0以上地震情況看,區域重力場變化的最顯著特征是幅度大、速度快、升降轉換周期短。尤其是2013年下半年開始,區域重力場升降轉換幅度之大、速度之快是前所未有的,它揭示出區域應力場強弱狀態頻繁變更的劇烈程度,2014年在滇西南以及整個云南地區發生的M5.0以上地震也證明了這一點。許多震例總結的重力變化與地震孕育、發生相對應的典型震例模式“上升-加速-轉向下降-發震-恢復”中的某些階段,在此難以看見,也足見其大幅、快速變化的特征有多么突出。同時,一個強烈地震孕育、發生應該出現的兩個標志性特征,也只見其一,不見其二。由此可見,滇西南區域重力場變化的這種獨特征兆足以說明該區域應力場的強勢狀態,地震能量積累快,釋放也快。當然,該區域復雜的構造形態也應該是造就地震能量快速積累和釋放的先決條件。
2014年10月7日云南景谷發生的M6.6地震,不管是震中區的構造環境還是地震發生的時空規律都值得重視。
研究結論如下:滇西南區域重力場近年來的變化呈現出幅度大、速度快、升降轉換周期短的特征,表明在復雜的構造環境和反復增強的應力場條件下,該區域發生的地震展現出能量的積累和釋放均較快的區域性特征。