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2018年兴文5.7级地震和2019年珙县5.3级地震前重力场变化

2019-08-19王青华冯建林檀玉娟李洋洋

地震研究 2019年3期
关键词:四川

王青华 冯建林 檀玉娟 李洋洋

摘要:利用2015—2018年川滇地区的流动重力观测资料,分析了2018年四川兴文57级地震和2019年珙县53级地震前不同时间尺度的重力场演变过程。结果表明川滇地区的重力场变化对这2次地震有较好的反映:① 一年尺度的重力场变化图像较好地反映2次地震前重力场由“趋势性重力异常变化→低值变化→在重力变化高梯度带的零等值线附近发震”的演化过程;②不同时间尺度重力场均显示,2次地震均发生在重力变化梯度带零等值线附近,进一步佐证了重力场动态变化图像对强震地点预测具有重要的指示意义。

关键词:兴文57级地震;珙县53级地震;重力场变化;四川

中图分类号:P315726   文献标识码:A   文章编号:1000-0666(2019)03-0393-05

0 引言

地震孕育过程中的地壳变形和震源介质性质变化会引起震区周围重力场的变化,因此,通过定期流动重力重复观测,有可能捕捉到与震源变化有关的重力前兆信息(Chen et al,1979;顾功叙等,1997;徐厚泽,2003;孙和平,2004;Imanishi et al,2004)。为监测强震活动频繁的川滇交界地区的重力场时空动态变化特征及其与构造活动的关系,捕捉可能出现的地震前兆信息(祝意青等,2010),四川省地震局和云南省地震局在该区域布设了重力监测网。自2014年起,该重力测网采用高精度重力测量仪器开始每年2期的重复重力观测。

2018年12月16日,四川省兴文县(2824°N,10495°E)发生57级地震,2019年1月3日在四川省珙县(2820°N,10486°E)又发生了53级地震。这2次地震震中相距约10 km,且震中均位于四川省东南部,构造上属于川滇地块与华南地块的交界区域,附近分布有马边—盐津断裂、昭通—莲峰断裂、华蓥山断裂带等多条断裂构造。本文利用2015—2018年川滇地区的重力测网观测资料,分析2018年四川兴文57级地震和2019年珙县53级地震前不同时间尺度区域重力场变化,探讨该区域重力场的异常变化与地震孕育、发生的关系。

1 测网概况及资料处理

2018年兴文57级地震和2019年珙县53级地震震区及周边重力网由国家重大工程项目重力网、四川省地震区域重力网和云南省地震区域重力网构成,当前测网的分形维数为143~162,具备监测研究区内5级以上地震的能力(孙少安等,2015;胡敏章等,2015;王青华等,2019),如图1所示。四川省、云南省和湖北省地震局每年开展2期流动重力观测,采用绝对重力控制与相对重力联测相结合的方法进行准同步观测,观测仪器使用FG5绝对重力仪及LCR-G型、CG-5型相对重力仪(邢乐林等,2016)。

使用《LGADJ》程序对观测资料进行处理,以下关、丽江、乡城、攀枝花、水城、贵州和泸州7个绝对重力点为控制点,对观测资料进行经典平差计算;先确定各台仪器的先验方差,经过多次迭代,再重新进行平差计算,以得到最佳合理解算结果(祝意青等,2013,2015,2017;郝洪涛等,2016;王同庆等,2017;冯建林等,2017);经过统一基准解算的重力平差计算结果内在质量较好,2015—2018年每期的重力测量精度均优于10×10-8 ms-2;采用Kriging方法对重力变化进行数据网格化,对不规则离散重力点数据进行最佳拟合,并通过矩阵滤波,最终获得基于绝对重力控制解算下的川滇地区重力场变化图像。

2 区域重力场变化图像

诸多学者曾对川滇地区2015年前的重力变化进行过相关研究(祝意青等,2013,2015,2017;陈石等,2014;孙少安等,2015;胡敏章等,2015;王青华等,2019),本文的重力场变化主要是利用2015—2018年川滇地区重力资料联合计算获得的新研究成果(图2)。

(1)2015-10—2016-10,川滇交界地区重力场变化剧烈,主要表现为自南向北由正向负变化,并沿西昌、美姑一带出现重力变化高梯度带,幅值约为60×10-8 ms-2;测网西南部的保山地区形成幅值约为40×10-8 ms-2的局部重力异常区,并于2015年10月30日和2016年5月18日,在重力变化梯度带的零等值线附近分别发生保山50级和云龙51级地震(图2a)。

(2)2016-10—2017-10,川滇交界地区重力场出现了一定的反向变化现象,西昌、美姑一带的重力变化高梯度带向东北延伸至宜宾附近,幅度有所减小,约为40×10-8 ms-2;测网西南部的保山地区局部重力异常区依然存在,幅值约为50×10-8 ms-2,并于2017年3月27日在重力变化梯度带的零等值线附近发生漾濞51级地震(图2b)。

(3)2017-10—2018-10,川滇交界地区西昌—美姑—宜宾重力变化高梯度消失,并在西昌和宜宾—昭通—攀枝花等地区出现了一对范围为20×10-8 ms-2的局部重力异常区,并在零等值线附近分别发生西昌51级地震(2018年10月31)及兴文57级地震和珙县53级地震;测网西南部的保山地区重力场出现反向变化,但变化较平缓(图2c)。

22 震前半年尺度重力場变化

为分析研究2018年兴文57级地震和2019年珙县53级地震震前区域重力场的短期前兆变化特征,绘制了这2次地震前半年尺度的区域重力场差分动态变化图像(图3)。

(1)2017-10—2018-04,区域重力场自西向东出现负-正-负的变化格局,重力场变化在(-20~30)×10-8 ms-2;并在四川西昌—攀枝花地区出现贯通南北的重力正值变化异常区;在宜宾一带形成幅值约为40×10-8 ms-2的重力变化高梯度带(图3a)。

(2)2018-04—2018-10,区域重力场变化具有分区特征(图3b)。2017-10—2018-04出现的贯通南北的重力正值变化异常区在西昌附近急剧收缩,西昌以南地区出现与上期反向的变化特征,并在西昌以北地区产生局部重力异常区及其伴生的重力变化高梯度带,西昌地震即发生在重力变化零等值线附近;2017-10—2018-04在宜宾一带形成的梯度带发生90°转折,表现为在宜宾—昭通一带形成与NE向的华蓥山断裂带走向较为一致的梯度带,幅值约为50×10-8 ms-2,兴文57级地震和珙县53级地震发生在与NE向的华蓥山断裂带走向基本一致的重力变化梯度带的转弯部位、零等值线附近。

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