0 引言

地震的物理成因是地壳应力—应变状态的不均匀分布及其变化(赵洪声等，2000)，这种变化可以由地震监测仪器观测到。地倾斜监测是地震前兆地形变监测的主要手段之一，在云南省已开展40多年，积累了丰富的观测资料，在监测地震孕育、发展、发生的过程中做出了较大贡献，如：云南省地震局预报中心高级工程师刘仲全(2001)利用本省形变监测资料对2001年1月15日姚安M_L 6.6地震做出预测预报，2001—2003年赵宏声等(2000)利用云南形变监测资料对本省地震做出较好预报；李杰(2003)、郗钦文(2002)、刘序俨(1988)、杨玲英(2014)等也对地倾斜形变监测数据异常与地震发生的相关性开展了相关研究。

通海地震台(下文简称通海台)作为云南较早开展定点形变观测的台站之一，具有得天独厚的地震地质条件(云南省地震局，2005)。蒋光亮等(1996, 2001)利用该台金属水平摆、石英水平摆观测资料，创新性提出“孕震凹形模式”，总结倾斜形变的脉动特征与临震预报经验，在20世纪八九十年代，对云南省发生的地震起到较好的预测作用。对于该台倾斜形变在2014年景谷M_L 6.6地震中出现的异常，选取震前5年、3年、1年等不同时段的观测数据进行分析，发现具有长期、短临及临震异常特征，对于异常识别及未来该区域的地震预测具有一定意义。

1 通海台构造背景

通海台位于滇南，地处活动断裂破碎带，断裂构造发育，NW向曲江断裂和NS向小江断裂经过并在附近交汇(图 1)。1970年1月5日7.7级通海大地震发生以后，通海台于1971年建设形变观测山洞，并架设JB金属摆倾斜观测仪，之后架设SQ-70型石英水平摆倾斜仪，对地倾斜形变进行同步观测。通海台金属摆积累了23年的观测资料，石英摆积累了41年的观测资料，均完整可靠。“十五”项目建设期间，2007年8月架设一套VS数字化垂直摆倾斜观测仪，2009年正式运行，至2012年运行稳定，观测资料连续、可靠。

通海台形变观测山洞深38 m，全长54 m，覆盖层厚23 m，洞室年温度变化小于0.3℃，日温度变化小于0.1℃。洞室岩性为石灰系白云岩、石灰岩，仪器墩基浇筑在基岩上。

2 倾斜形变映震效能

选取2012年3个云南省内M_L 4.9以上地震、2个缅甸M_L 5.5以上地震，分析通海台垂直摆倾斜仪映震效能，统计结果见表 1。由表 1可见，通海台垂直摆倾斜仪具有较好的映震效能，其中：4个地震具有同震响应，占比80%；3个地震具有震前反应，占比60%。由表 1给出的结果可知，垂直摆倾斜仪的震前反应和同震效应与震级、震中距密切相关。

3 景谷地震倾斜形变异常分析

2014年10月7日景谷M_L 6.6地震发生后，笔者分析通海台垂直摆倾斜观测数据的长期、中期、短临、临震异常，发现震前观测数据曲线年变幅度变小，出现跳跃式变化，在地震发生前4天NS向逐渐升高、突然降低，变化幅度达179×10^-3"，可见通海台垂直摆倾斜形变在景谷M_L 6.6地震前具有长期、短临及临震异常特征。

3.1 长期异常

选取2010—2014年通海台垂直摆倾斜仪形变观测数据，进行突跳、台阶、归零处理，即对大于2倍均方差的突跳数据进行去除处理，突变时间在5 min以内的台阶进行拼接处理，公历1月1日00时，各分量观测数据归进行归零处理。数据经以上步骤处理后，绘制景谷6.6级地震前垂直摆倾斜的变年变曲线，见图 2。

由图 2可见，通海台垂直摆倾斜仪NS向、EW向观测数据，2010—2012年曲线变化形态相似、幅度相当，均具有良好的年变形态，年变规律清晰、明显。2013年变化形态与前3年相似，但变化幅度仅约1/2；2014年NS向曲线变化形态与前4年均不相同，而1—7月的变化形态相反，EW向年变化形态与前4年相似，变化幅度仅约2013年的1/2。各年年变幅度统计结果详见表 2，因需剔除2014年8月鲁甸6.5级地震影响，表中2014年的年变幅度以1—7月形变数据为准。

分析2011—2014年与2010年形变观测数据的相关性，可知2011年与2010年的相关系数R = 0.893，2012年与2010年R = 0.914，2013年与2010年R = 0.508，2014年与2010年R =-0.479，可见2013年与2014年垂直摆倾斜仪形变观测数据与以往年份差异较大。

根据形变观测规范，通海观测山洞年温度变化范围0.05℃以内，气压变化范围在0.1 hPa内，不会对观测数据造成影响(云南省地震局，2005)。因此，排除气象干扰时，无需考虑温度、气压的影响，只需研究降雨(大量降雨对形变观测影响较大)对通海垂直摆倾斜仪形变观测数值在景谷地震发生前近5年的影响。通海台未配置降雨测项，采用通海地震局高大流体观测站降雨数据进行分析，2010—2014年降雨量统计结果见表 3，可见当地降雨无明显变化，些微差异不会影响地震前兆异常变化特征。因此，通海垂直摆倾斜仪形变观测数据在2014年鲁甸地震、景谷地震前存在明显的长期异常。

总之，通海台NS、EW分量的变化幅度及形态均存在异常，长期异常始于2013年5月。由图 2可见，2010年、2011年、2012年每年5月开始曲线均以较快速率上升，即向北、向东变化，而2013年5月曲线走向比较平直，方向变化缓慢，该长期异常在NS向上体现尤其明显。

3.2 短临异常

对通海台垂直摆倾斜仪2014年形变观测数据进行分析，形变曲线见图 3。由图 3可见，NS、EW向均于7月5日出现1组跳跃式变化，且NS向变化幅度较大，变化持续至8月3日，持续时间29天，在NS向大幅度跳升过程中发生鲁甸6.5级地震(震中距308 km)，震后3天，NS、EW向观测数据恢复相对正常、平静的变化，曲线走势平缓，9月14日起，再次出现1组跳跃式变化，NS向变化幅度仍大于EW向，直至10月7日发生景谷6.6级地震(震中距228 km)，异常持续时间22天，震后4天，NS向、EW向观测数据再次恢复相对正常、平静的变化。因此，在景谷6.6级地震发生前，短临异常特征明显。

3.3 临震异常

2014年景谷6.6级地震发生前垂直摆倾斜仪观测数据出现临震异常变化，为验证该异常的可靠性，绘制2014年鲁甸M 6.5地震数据变化曲线，见图 4。

(1) 2014年景谷6.6级地震。截取2014年10月1日至7日通海台形变观测数据，分析景谷地震临震异常变化特征，NS、EW分量观测曲线见图 4。由图 4(a)可见，在景谷6.6级地震发生前5天(10月2日约17时)，通海台垂直摆倾斜形变NS向曲线以较快速率向北倾斜，持续约两天半，至10月4日22时，观测数值为141×10^-3"，至5日1时，观测数据为-38×10^-3"，在3小时内迅速向南倾斜，倾斜形变量达179×10^-3"。

由图 4(b)可见，EW向变化与NS向几乎同步，仅变化量较小。10月4日13时，EW向观测数值为16×10^-3"，22时为24×10^-3"，23时迅速上升为46×10^-3"，至10月5日06时，达景谷6.6地震前临震异常最高峰值，数值为58×10^-3"，绝对变化量达32×10^-3"。

(2) 2014年8月3日鲁甸M 6.5地震。选取2014年7月15日—8月3日通海台垂直摆倾斜仪形变观测数据，分析鲁甸M 6.5地震临震异常变化特征(图 5)。由图 5可见，鲁甸M6.5地震前，通海台垂直摆倾斜仪形变观测数据具有较好的短临异常特征。由景谷6.6级、鲁甸6.5级地震前临震异常特征可知，通海台垂直摆倾斜仪形变观测短临异常较为可靠。

4 结论与讨论

定点形变长期异常在曲线形态上主要表现为倾斜方向或速率的变化，异常持续时间可长达1—2年(苏有锦等，2005)。由图 2及表 1可见，通海台垂直摆倾斜仪形变观测数据在2010年、2011年、2012年均呈现较好的年变规律，2013年年变幅度减小近一半，2014年1—7月变化幅度在此基础上再次减小近一半，尤其是NS分量，2014变化方向与往年相反。由变化幅度可知，该长期异常变化持续1年多，NS分量变化持续半年，与往年相比，通海台垂直摆倾斜仪形变观测环境及观测系统无明显变化，此长期异常即为2014年10月7日景谷6.6级地震前异常，或许包含同年8月3日鲁甸6.5级地震异常。据吴翼麟(1994)的统计整理，按地震台站实际观测精度，形变监测地震的能力半径D_J可用公式lgD_J = 0.303(M +1.6)前兆，据此计算，2014年鲁甸6.5级、景谷6.6级地震均在通海形变监测范围内。

从短临异常及临震异常进行分析，通海台垂直摆倾仪斜形变观测较好地预示了景谷6.6级地震，且短临异常对2014年8月3日鲁甸6.5级地震有较好反应。

在2014年景谷6.6级地震震中周边分布5个定点形变观测站，分别为云县(震中距106 km)、孟连(震中距129 km)、石屏(震中距197 km)、通海(震中距228 km)、勐腊(震中距220 km)形变观测站。其中，云县、勐腊形变观测站干扰大，观测数据内精度低，孟连形变观测站更换仪器，观测值不稳定期，因此来对3个观测站数据进行分析；石屏水平摆倾斜仪观测数据在2014年10月2日出现大幅度变化，NS分量向南倾斜变化112×10^-3"，EW分量向东倾斜变化144×10^-3"，且当日13时50分NS、EW向出现比较同步的加速变化，未出现通海台垂直摆倾斜仪形变观测成组系列短临异常。

通海台垂直摆倾斜仪形变观测长期异常出现的大幅度变化，在云南定点形变近10年观测中未出现过，该变化是否由鲁甸6.5级、景谷6.6级地震的积累造成尚不确定，需要进一步密切关注。