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摘 要:本文介绍了吉林省延边地震台所处的地质构造位置以及2002年6月29日吉林汪清发生7.2级深震前后,延边地震台出现的显著的地形变和地下流体前兆异常。针对深源地震前地形变和地下流体前兆异常的基本特征。研究了西太平洋板块俯冲应力应变的传递与演化动力学过程。结果证明前兆异常可能与西太平洋板块俯冲有关。
关键词:西太平洋板块俯冲 深源地震 前兆异常 延边地震台
中图分类号:P315 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)02(b)-0125-01
2002年6月29日01点19分在吉林省延边朝鲜族自治州汪清县(北纬43.5°,东经130.6°)发生Mb7.2级地震,深度593km。这次地震吉林省延边市有感强烈,人站不稳感到晃动,房子晃动,沙发、电视摇动,水杯晃倒,书架、碗柜、玻璃窗有响声,有人跑向室外。而在远离震中,偏离板块俯冲方向很远的东北南部和大华北地区震感强烈[1]。
延边台距(该次地震震中110km)地处滨太平洋构造活动带的外带,古亚洲东西向构造带与滨太平洋构造活动带的交界部位 ,是吉黑褶皱系延边优地槽褶皱带、延边复向斜的北东部中生代陆相火山断陷盆地,以东西为主的断裂构造控制着面积约8400km2火山断陷盆地的展布,区内中生代以来不同方向的断裂发育,火山活动强烈 ,岩浆侵入频繁。一些学者对该区的深源地震都曾进行了一定程度的研究,如张兴科等[2]研究了吉林汪清深震前东北地区应变的变化特征;牛安福等[3]研究了汪清7.2级深震前东北形变场分布;一些学者对西太平洋板块俯冲运动与东北深震对东北浅震的影响也进行了研究。在对西太平洋板块俯冲和深震的发生是否有前兆及有什么样的前兆方面,我们研究了吉林汪清7.2级深震前延边台数字化形变仪器的震前异常变化,使得对深震研究又扩展了视野。本文在前人研究工作的基础上,进一步探讨了西太平洋板块俯冲及2002年吉林汪清7.2级深震与其相关前兆特征。
1 汪清7.2级深震前延边台形变前兆异常
2002年6月29日汪清7.2级深震前,延边台定点形变各测项出现了具有前兆意义的同步异常变化。
1.1 DSQ-1型水管仪
对延边台数字化水管(基线EW 19.50m,NS 10.50m)2001～2004年观测资料进行对比分析,2002和2003年分别发生了7.2级、6.0级深震,2002年6月29日7.2级深震前基本的年变形态没有改变;但是在2月和3月初有两次北倾加速现象;震前在5月30日打破年变形态、改变倾斜方向大幅南倾;最大变幅达360ms。6月17日转折后12天发震。从数字化水管2001～2004年观测资料进行对比分析表明:2002年6月29日7.2级深震前有着明显短临前兆异常。
东西向自2001年初到2002年1月中旬始终处于东倾的趋势;而2002年2月中旬到发震始终处于西倾的趋势并伴有加速过程。2003年9月1日黑俄交界处6.0级深震前,在2002年12月中旬一直处于西倾的趋势并伴有阶段性加速过程;东西向两次地震前中期前兆异常向西倾的趋势极为相似。
总之,数字化水管在7.2级深震前倾斜特征有逆时针转的趋势。自2001年初到2002年2月中旬始终处于向东北倾斜的趋势,而后2002年2月中旬到5月中旬转向北西倾斜,在震前5月下旬到发震迅速转向西南倾斜,既有东北(14个月)-北西(3个月)-西南(1个月)的倾斜时序特征。
1.2 SS-Y伸缩仪
对延边台数字化伸缩仪(基线EW 19.50m,NS 10.50m)2001-2004年上半年(8～9月份降雨影响后数据波动较大)观测资料进行对比分析,伸缩仪两个分向年变形态一致性较好。通过比较把2002年6月29日7.2级深震,中、短、临前兆异常清晰地显示出来,南北向自年初以来打破年变形态、改变应变方向;中短期前兆异常极为显著,特别在临震前6月21日大幅加速应变的状态,变幅达4.5×10-9。东西向自2月下旬改变年变形态,在临震前6月20日大幅加速应变的状态,变幅达5.7×10-9。
1.3 VS垂直摆仪
对延边台数字化垂直摆2002～2003年观测资料进行对比分析,东西向年变形态基本一致;两次深震前均呈压缩应变状态;深震后压缩应变明显减;7.2级深震前2月27日到3月8日出现了明显凸型压缩应变现象。6.0级深震前无明显的变化。南北向无明显年变形态,7.2级深震前在同一时间也出现了明显凸型压缩应变异常。6.0级深震前4月旬到8月末出现了大幅波动,可能与6.0级深震震中偏北有关。垂直摆两分向在7.2级深震前,出现了同步凸型压缩应变前兆异常;6.0级深震前南北向出现了大幅波动异常变化,垂直摆在两次深震前存在明显中短期前兆异常。
2 汪清7.2级深震综合分析
从以上对各台套仪器对比分析后,对深震前地形变的前兆可以看出:深震前兆异常具有很明显的同步性。为更清晰表现出2002年6月29日7.2级深震前异常的群体特征。
2002年6月29日汪清7．2级深震前,东北及华北地区出现较大面积的形变异常,这些异常具有显著的区域性特点及迁移特征。其特征主要包括短水准异常沿痰庐地震带自南向北迁移及东北地区出现显著的倾斜异常迁移。
3 认识与讨论
(1)汪清深源地震区分布在42.6°～44.9°N,129°～131°E的吉林省延吉、珲春至黑龙江省东宁、穆陵一带,此区域南北长260km,东西宽120km,呈近SN向带状展布。属日本海沟地震带的一部分,是西太平洋板块向欧亚板块俯冲带的延伸部位。东北深震的发生与西太平洋板块俯冲挤压作用是密不可分的。(2)研究表明,西太平洋板块自东至西向欧亚板块俯冲而引起区域性水平挤压应力。这种挤压力首先表现在俯冲带前端及其对应的地壳表层,受到张力或压力,导致延边台前兆各手段仪器震前出现明显异常。这表明,临震阶段,异常多集中在未来震中区的外围,表明震源体的影响开始显露,震源体的演化特别是进入临近破裂阶段时的强烈的变化波及到地壳表层,引起多的异常变化,但由于各所处的地质—水文地质条件不同,导致了异常特征上的差异。
参考文献
[1] 高山泰,于细嵋，等.日本海西部及中国东部地区深源地震在华北、东北有感的研究[J].东北地震研究,2002,13(23).
[2] 张兴科,牛安福，等.吉林汪清深震前东北地区应变的变化特征分析[C].地壳构造与地壳应力文集.
[3] 牛安福,张兴科，等.吉林汪清7.2级深震前东北地区形变场分布的特征[J].地震,2004,24(1).
[4] 孟宪森,朱景春，等.东北地区浅源中强震及深震与西太平洋板块俯冲[J].东北地震研究.
关键词:西太平洋板块俯冲 深源地震 前兆异常 延边地震台
中图分类号:P315 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)02(b)-0125-01
2002年6月29日01点19分在吉林省延边朝鲜族自治州汪清县(北纬43.5°,东经130.6°)发生Mb7.2级地震,深度593km。这次地震吉林省延边市有感强烈,人站不稳感到晃动,房子晃动,沙发、电视摇动,水杯晃倒,书架、碗柜、玻璃窗有响声,有人跑向室外。而在远离震中,偏离板块俯冲方向很远的东北南部和大华北地区震感强烈[1]。
延边台距(该次地震震中110km)地处滨太平洋构造活动带的外带,古亚洲东西向构造带与滨太平洋构造活动带的交界部位 ,是吉黑褶皱系延边优地槽褶皱带、延边复向斜的北东部中生代陆相火山断陷盆地,以东西为主的断裂构造控制着面积约8400km2火山断陷盆地的展布,区内中生代以来不同方向的断裂发育,火山活动强烈 ,岩浆侵入频繁。一些学者对该区的深源地震都曾进行了一定程度的研究,如张兴科等[2]研究了吉林汪清深震前东北地区应变的变化特征;牛安福等[3]研究了汪清7.2级深震前东北形变场分布;一些学者对西太平洋板块俯冲运动与东北深震对东北浅震的影响也进行了研究。在对西太平洋板块俯冲和深震的发生是否有前兆及有什么样的前兆方面,我们研究了吉林汪清7.2级深震前延边台数字化形变仪器的震前异常变化,使得对深震研究又扩展了视野。本文在前人研究工作的基础上,进一步探讨了西太平洋板块俯冲及2002年吉林汪清7.2级深震与其相关前兆特征。
1 汪清7.2级深震前延边台形变前兆异常
2002年6月29日汪清7.2级深震前,延边台定点形变各测项出现了具有前兆意义的同步异常变化。
1.1 DSQ-1型水管仪
对延边台数字化水管(基线EW 19.50m,NS 10.50m)2001～2004年观测资料进行对比分析,2002和2003年分别发生了7.2级、6.0级深震,2002年6月29日7.2级深震前基本的年变形态没有改变;但是在2月和3月初有两次北倾加速现象;震前在5月30日打破年变形态、改变倾斜方向大幅南倾;最大变幅达360ms。6月17日转折后12天发震。从数字化水管2001～2004年观测资料进行对比分析表明:2002年6月29日7.2级深震前有着明显短临前兆异常。
东西向自2001年初到2002年1月中旬始终处于东倾的趋势;而2002年2月中旬到发震始终处于西倾的趋势并伴有加速过程。2003年9月1日黑俄交界处6.0级深震前,在2002年12月中旬一直处于西倾的趋势并伴有阶段性加速过程;东西向两次地震前中期前兆异常向西倾的趋势极为相似。
总之,数字化水管在7.2级深震前倾斜特征有逆时针转的趋势。自2001年初到2002年2月中旬始终处于向东北倾斜的趋势,而后2002年2月中旬到5月中旬转向北西倾斜,在震前5月下旬到发震迅速转向西南倾斜,既有东北(14个月)-北西(3个月)-西南(1个月)的倾斜时序特征。
1.2 SS-Y伸缩仪
对延边台数字化伸缩仪(基线EW 19.50m,NS 10.50m)2001-2004年上半年(8～9月份降雨影响后数据波动较大)观测资料进行对比分析,伸缩仪两个分向年变形态一致性较好。通过比较把2002年6月29日7.2级深震,中、短、临前兆异常清晰地显示出来,南北向自年初以来打破年变形态、改变应变方向;中短期前兆异常极为显著,特别在临震前6月21日大幅加速应变的状态,变幅达4.5×10-9。东西向自2月下旬改变年变形态,在临震前6月20日大幅加速应变的状态,变幅达5.7×10-9。
1.3 VS垂直摆仪
对延边台数字化垂直摆2002～2003年观测资料进行对比分析,东西向年变形态基本一致;两次深震前均呈压缩应变状态;深震后压缩应变明显减;7.2级深震前2月27日到3月8日出现了明显凸型压缩应变现象。6.0级深震前无明显的变化。南北向无明显年变形态,7.2级深震前在同一时间也出现了明显凸型压缩应变异常。6.0级深震前4月旬到8月末出现了大幅波动,可能与6.0级深震震中偏北有关。垂直摆两分向在7.2级深震前,出现了同步凸型压缩应变前兆异常;6.0级深震前南北向出现了大幅波动异常变化,垂直摆在两次深震前存在明显中短期前兆异常。
2 汪清7.2级深震综合分析
从以上对各台套仪器对比分析后,对深震前地形变的前兆可以看出:深震前兆异常具有很明显的同步性。为更清晰表现出2002年6月29日7.2级深震前异常的群体特征。
2002年6月29日汪清7．2级深震前,东北及华北地区出现较大面积的形变异常,这些异常具有显著的区域性特点及迁移特征。其特征主要包括短水准异常沿痰庐地震带自南向北迁移及东北地区出现显著的倾斜异常迁移。
3 认识与讨论
(1)汪清深源地震区分布在42.6°～44.9°N,129°～131°E的吉林省延吉、珲春至黑龙江省东宁、穆陵一带,此区域南北长260km,东西宽120km,呈近SN向带状展布。属日本海沟地震带的一部分,是西太平洋板块向欧亚板块俯冲带的延伸部位。东北深震的发生与西太平洋板块俯冲挤压作用是密不可分的。(2)研究表明,西太平洋板块自东至西向欧亚板块俯冲而引起区域性水平挤压应力。这种挤压力首先表现在俯冲带前端及其对应的地壳表层,受到张力或压力,导致延边台前兆各手段仪器震前出现明显异常。这表明,临震阶段,异常多集中在未来震中区的外围,表明震源体的影响开始显露,震源体的演化特别是进入临近破裂阶段时的强烈的变化波及到地壳表层,引起多的异常变化,但由于各所处的地质—水文地质条件不同,导致了异常特征上的差异。
参考文献
[1] 高山泰,于细嵋，等.日本海西部及中国东部地区深源地震在华北、东北有感的研究[J].东北地震研究,2002,13(23).
[2] 张兴科,牛安福，等.吉林汪清深震前东北地区应变的变化特征分析[C].地壳构造与地壳应力文集.
[3] 牛安福,张兴科，等.吉林汪清7.2级深震前东北地区形变场分布的特征[J].地震,2004,24(1).
[4] 孟宪森,朱景春，等.东北地区浅源中强震及深震与西太平洋板块俯冲[J].东北地震研究.