2013-04芦山7.0级地震、2014-08鲁甸6.5级地震、2014-11康定6.3级地震前，四川三岔口地区地壳形变资料先后在龙门山断裂带南段、鲜水河断裂带、安宁河-则木河断裂带上出现多处跨断层中短期前兆异常及区域重力和GPS中期背景性异常。本文将利用这些资料，研究强震发生前后异常的时、空、强特征及发震机理。

1 2013~2014年川滇交界东侧6.0级以上强震概况及其相互关系 1.1 发震概况

2013-04~2014-11川滇交界地区先后发生芦山7.0级、鲁甸6.5级、康定6.3级3次破坏性地震。其中芦山7.0级地震发生在四川省雅安市芦山县境内，发震断层为大邑-名山断裂^[1-2]；鲁甸地震发生在云南省鲁甸县境内，发震断层为包谷垴-小河断裂^[3]；康定地震发生在四川省康定县境内，发震断层为鲜水河-康定断裂。震中分布及三岔口地区地壳形变监测概况见图 1、表 1。

1.2 芦山、鲁甸、康定地震的关系

2008年汶川8.0级地震发生后的4 a内，在其远场(≥500 km)先后发生了青海玉树7.1级地震(震中距680 km)、新疆于田7.3级地震(震中距2 065 km)和缅甸7.0级地震(震中距1 070 km)，近邻只发生了攀枝花6.1级地震(震中距475 km)。由此认为，川滇块体并未因此在1 a内进入强震活跃时段。芦山地震的发生是继汶川地震后川滇块体边界发生的首个强震，随后发生了一系列6级以上强震，尤其是川滇块体东边界，影响比较大的是鲁甸地震、康定地震。

由图 1、表 1可以看出，2013~2014年川滇块体东边界发生的3次破坏性地震既有共性也有个性。其共性是：1)地震均发生在川滇交界东侧区域，同属于有关联的块体构造体系；2)同处于南北地震带中南段。不同的是：1)鲁甸地震和康定地震均发生在川滇块体边界带上，而芦山地震则发生在巴颜喀拉块体东边界。由此认为，芦山地震的发生，使川滇菱形块体开始活跃，从而进入强震多发时段；2)芦山地震发震震源机制解为逆冲型^[4]，而鲁甸地震和康定地震则为走滑型^[5]；3)3次地震分别是汶川地震后在龙门山断裂南段、包谷垴-小河断裂和鲜水河断裂上发生的首次强震，发震断层不同。但它们又都属于同一构造体系，有着相互制约与牵绊的关系，表明强震发生的主体地区在芦山地震后发生转移。

2 2013~2014年三岔口地区地壳形变异常 2.1 中长期背景性异常 2.1.1 重力场变化

图 2是扣除区域重力背景场后得到的四川地区2010-10~2014-09重力累计变化等值线图(单位μGal)，反映了该时段内四川地区地壳物质密度随时间相对变化的特征。综合分析后得到以下结论：

1) 2010~2014年重力累计变化存在明显的趋势性，重力等值线自西向东由负向正变化，重力变化差异运动达200 μGal。

2) 存在明显的重力局部异常区。在川滇块体内雅江附近出现1个负值局部重力异常区，汶川、芦山和汉源分别形成3个正值异常区，并形成重力变化高梯度带，其中汉源地区重力正值变化达130 μGal以上。

3) 重力变化在冕宁附近出现等值线的畸变及弯曲，表明2010~2014年四川地区地壳物质密度发生明显的差异性变化，块体构造活动明显增强，处于重力高梯度带或转弯部位的鲜水河南段、龙门山南段、安宁河-则木河断裂所属区域地壳物质密度长期积累，三岔口地区存在强震或大震发生的背景性异常明显增强。

2.1.2 GPS观测数据

截至2014年底，四川GPS全网连续运行参考站站点共计62个，基本达到了川西重点监视区域的连续覆盖，实现了数据的连续和周期性存储，并使用GAMIT/GLOBK软件进行自动解算。

图 3是依据四川GPS网观测资料计算的2011-05-01 ~2014-12-31的GPS速度场对比图。为了规避芦山地震影响，保证两组速率场所使用的数据时间节点一致，在估计速度时未使用2013-01~04可能受芦山地震影响的数据。

由图 3可知，两期速度结果在鲜水河断裂、大凉山-马边断裂、川东北盆地3个区域存在明显的差异性运动。表明芦山地震后，三岔口地区GPS速度场显示的背景性异常继续存在，区域应力场未因此次地震的发生而减弱，其附近地区仍有强震发生背景。

综上看出，2010~2014年三岔口地区重力、GPS资料显示该区域继续处于高应力积累状态，区域强震发生背景并未因汶川地震及芦山地震的发生而减弱。

2.2 中短期异常 2.2.1 中期异常

汶川8.0级地震发生后的1 a时间内，三岔口地区除龙门山断裂带上的跨断层形变场地监测到了明显的同震形变和震后调整外(表 2)，其邻近的鲜水河、安宁河-则木河断裂带无显著的同震或震后变形。表明汶川地震后1 a时间内邻近断层活动并未因此而产生明显的增强现象，鲜水河南段、安宁河北段继续闭锁。

2009~2012年四川三岔口地区龙门山断裂南段、鲜水河、安宁河、则木河断裂开始活动，以恰叫、紫马垮蠕变，老乾宁、龙灯坝、汤家坪基线，棉蟹、西昌、尔乌、汤家坪水准为代表的跨断层场地监测到明显的拉张、闭锁活动趋势，出现明显的中期异常(图 4)。表明该时段三岔口地区断层有新活动迹象，但各断裂段断层活动形式又存在明显的差异(表 3)，主要有以下两种表现形态。

1) 2010~2012年断层受张应力作用，芦山地震前后一些测点趋势性持续变化。这些测点主要分布在鲜水河断裂中段和则木河断裂北段，鲜水河段主要集中在龙灯坝到八美间，则木河断裂主要集中在西昌附近。这些测点观测曲线同步地显示出趋势上升变化，在量级上又存在较大差异，但均大于各测点正常变化水平的2.5倍以上(最大为34倍，见表 4)，表明在该时段内断层有明显的拉张活动特性。如图 4、表 3、表 4所示的老乾宁基线，30多年的观测资料显示断层在2010年后才有拉张活动趋势；西昌场地观测资料也显示出2010年断层才开始有新的活动迹象。

2) 2010~2012年观测曲线出现异于正常的上升或下降趋势发生改变、年变化消失等现象，曲线只在很小范围内波动的变化形态，表明该时段内这些场地处断层活动“停滞”或“闭锁”。该现象主要集中在龙门山断裂南段的宝兴和安宁河断裂北段的石棉附近。如宝兴跨断层水准场地，汶川地震后至2010年底观测曲线快速下降，之后曲线持续波动，未观测到之前的趋势变化现象。表明汶川地震后，该处断层受龙门山断裂北段震后调整活动影响产生明显的挤压活动，其间断层活动速率为-0.80 mm/a左右；2011-01~2012-11没有监测到明显的断层活动，表明该时段宝兴场地处断层活动停滞，断层活动速率仅为-0.08 mm/a，中期趋势异常相对突出(图 5)，异常表现为趋势“闭锁”。表明汶川地震后，受龙门山北段断层调整活动影响，宝兴场地处断层挤压应力增强，当达到一定程度后产生“闭锁”现象，进入强震的临界阶段。

2.2.2 几次地震前跨断层短期异常

1) 芦山7.0级地震

随着中期异常的持续发展，2012-11~2013-03位于鲜水河断裂北段、龙门山南段的侏倭、格篓、虚墟、宝兴4个跨断层场地同步出现异于正常水平的快速压性(格篓为张性)形变(图 5)，形变量达到有观测记录以来的最大值，是正常水平的7~36倍(表 4)。鲜水河断裂北段主要是水平形变异常，龙门山南段主要是垂直形变异常。异常初始阶段曲线突降，转折过程中发生芦山7.0级地震(图 5)，震中距分别为184 km、240 km、274 km、25 km。发震断层属龙门山山前断裂，与异常场地不是同一条断层，但它们之间相互关联，且同属巴颜喀拉块体边界断层。

2) 鲁甸6.5级地震

芦山地震后，三岔口地区震前的短期异常很快结束(图 6)，中期异常则持续发展。2014-05~07则木河断裂带出现了以新汤家坪为代表的3个跨断层短期异常，异常初始阶段观测曲线快速下降，转折的过程中发生了鲁甸6.5级地震。震中距分别为89 km、52 km、52 km。发震断层属包谷垴-小河断裂，与异常场地不是同一条断层，但它们之间相互关联，且同属川滇菱形块体边界断层。

3) 康定6.3级地震

鲁甸地震发生在跨断层异常转折过程中，震后这些异常没有继续发展，很快恢复到正常的年变化形态，也没有观测到同震变化。

2014-08~10鲜水河断裂南段短期异常迅速发展，先后出现了老乾宁、折多塘两场地垂直形变异常，异常表现形态为曲线突降，11月开始转折，上升过程中发生了康定6.3级地震，震中距分别为33 km和34 km，发震断层属于鲜水河断裂之康定-色拉哈断层，与异常场地不是同一条断层，但同属于鲜水河-康定断裂(图 7)。

3 2010~2014年三岔口地区地壳形变特征

四川三岔口地区一直是高应力积累区，极有可能受汶川地震后各块体边界断层调整影响，短时间(2008~2009年)进入新一轮强震或大震高发时段。事实上，汶川地震后该区域1 a内并无强震发生，也没有监测到明显的形变迹象，表明汶川地震短期的调整活动并未对邻近的三岔口地区产生较大影响。

分析上节展示的三岔口地区2010~2014年地壳形变资料发现，自2010年开始，该区块体边界断层活动明显增强，有可能进入强震的活跃时段。其地壳形变监测资料具有如下特征：

1) 2010~2014年区域GPS、重力场资料反映三岔口地区块体间相对水平运动和地壳物质密度差异性特征明显增强^[6] (图 2、图 3)，跨断层趋势拉张或“闭锁”现象显著。表明该时段三岔口地区受巴颜喀拉块体向南东的带动作用增强，高应力积累状态持续发展，并形成多个强震异常区，进入强震的“临界”状态。

2) 2010~2014年跨断层资料存在明显的时、空、强分段活动特征。总体上可以分为4个活跃时段(表 6、图 4~7)：第1时段为2009~2012年(各场地时间差异较大)，该时段跨断层资料显示出群体性异常现象，三岔口地区大部分断裂参与其中，主要表现形态为异于正常年变状态下的趋势拉张或闭锁(图 2、表 6)，且持续至今仍未结束，具有持续时间长、变化量大、偏离正常背景等特征；第2时段为2012年底至2013-08，该时段跨断层资料显示出短期群体性异常现象，鲜水河北段、龙门山南段参与活动，主要表现形式为先压后张(图 5、表 6)，具有持续时间短、幅度大、转折快等特点，断层压性活动过程后发生芦山7.0级地震，震后恢复，有明显的前兆效应；第3时段为2014-05~08(表 6)，该时段主要活动断层为则木河断裂南段，仍具群体性活动特征。断层活动形式比较复杂，跨越主断裂的测点先压后张，跨次级断裂的测点则先张后压(图 6)，断层活动形式改变(曲线折返)过程中发生鲁甸6.5级地震，震后仅有1个月的调整便恢复到了正常状态，具有形变量大、速度快、时间短等特征，前兆意义较为明确；第4时段为2014-08~11(图 7、表 6)，该时段跨断层异常主要集中在鲜水河南段，仅老乾宁到折多塘断层参与活动，异常表现形式仍为先压后张，以垂直形变为主，曲线转折后1个月发生康定6.3级地震，震后断层迅速恢复到正常的活动形态，具有相对形变量大、速度快、时间短等短期前兆特征。

综合以上分析认为，汶川8.0级地震后，三岔口地区并未因此很快进入强震的发震阶段，而是在震后的第3年(2010年)才开始进入强震的孕育阶段。经过3 a的应力积累，断层开始了震前的“亚失稳”^[7]过程，“失稳”过程中发生一系列中强地震。强震的孕育-发生过程缓中有急，“缓”体现在强震的孕育阶段，“急”体现在强震的发生阶段。趋势性背景异常一直没有停止，也就是说，2013~2014年三岔口地区多次地震均发生在同一区域活动背景下。

4 结 语

由以上对四川三岔口地区地壳形变资料的分析得出如下结论：

1)2013～2014年三岔口地区几次强震前，四川地壳形变资料先后不同程度地出现群体性中、短期前兆异常，其中跨断层形变以直接前兆的形式显现出短期异常，地震发生在异常结束后的1个月时间内，对强震发生时间的预测具有一定的指示意义；

2)短期异常突出点分布在距震中约200 km的范围内，强震发生地点与异常点属于同一活动构造体系；

3)强震相继发生在相对重力异常区内，对强震发生地点的预测具有一定的指示意义。

通过对汶川地震后四川三岔口地区几次中强震前后地壳形变资料的分析认为，汶川地震后，三岔口地区跨断层(断层近场)资料短期没有监测到明显的形变异常，这与大尺度(断层远场)GPS观测结果不一致，两者观测的物理意义相同，但观测结果却存在矛盾。仔细分析汶川地震后跨断层、重力和GPS观测资料认为，产生矛盾的原因有可能是汶川地震后，三岔口地区短期发生能量蓄积，该过程主要由地壳深部密度介质和大尺度板块边界活动来完成，此时断层两侧近场的相对运动在地表尚未显现，故跨断层资料未监测到明显的断层活动。随着时间的推移，巴颜喀拉块体向东逃逸的同时受到了四川盆地的阻挡作用，使处于其东南部的三岔口地区挤压应力增强，导致2013～2014年三岔口地区敏感断层活动加速，在加速的过程中脆性岩层产生破裂，从而以强震的形式释放长期积累的能量。