1 研究背景

地震预报要取得防灾减灾实效, 关键在于短—临预报。亚失稳是断层失稳前区域应力由积累为主转变为释放为主的最后阶段, 马瑾等(2012, 2014)总结了震前应力积累、亚稳态、亚失稳态3个阶段的不同特点, 指出失稳错动是由断层各部位独立活动向协同化活动的转化过程, 偏离线性的亚稳态是应力释放、协同作用的开始, 亚失稳阶段应力释放已占据优势。

2016年1月21日在青藏高原北缘祁连山构造带的中东段, 发生了逆冲为主、兼微弱左旋走滑的门源M_S 6.4地震。震中位于冷龙岭断裂与陶莱山断裂的交汇区域, 发震构造是冷龙岭断裂北侧的次级断层。张希等（2020）曾选取祁连山构造带上资料相对连续、稳定的18处跨断层流动短水准场地观测结果, 分析异常时空演变、提炼灰色关联度指标, 结合小震活动等辅助信息, 探讨其异常机理, 认为震前的2015年11月至少观测到了偏离线性的亚稳态特征, 是否存在亚失稳状态？证据不够充分；鉴于该构造带跨断层观测周期太长, 2015年11月观测数据为相对7月间隔了4个月的变化, 也无法明确其短期预测意义。

2 资料选取

在张希等（2020）已有成果基础上, 将研究区即资料选取范围从祁连山构造带扩大到该构造带及其南侧、青海南山—循化南山断裂以北, 含日月山断裂、庄浪河断裂的稍大区域, 增加在震前至少5年连续、稳定观测的8处定点连续形变台站以及GPS连续站的观测数据。基于跨断层流动短水准、定点连续倾斜和（钻孔、洞体）应变资料, 参考连续GPS、小震活动信息, 将异常时空演变定性分析与综合强度指标、特征指标定量计算相结合, 识别并探讨2016年门源M_S 6.4地震前亚失稳状态特征和短期前兆。

3 研究结果

首先, 综合异常的形态、变幅、信度等因素对跨断层流动短水准、定点连续倾斜与应变类异常, 统一以超强、强、次强的A、B、C三类划分, 用不同长度的色柱区分；并用不同颜色区别与构造活动背景或长期变化趋势一致（称为正异常）或相反（称为反异常）的变化特征, 由此获得了门源震前18个月6个时段的异常分布动态图像（图略, 而定点连续形变异常变化可弥补跨断层观测周期太长的问题）。结果显示: ①随时间推移异常增多增强（6个时段异常数量分别为1、3、6、9、9、8处, C类升为B类）及集中过程（相对集中于构造带中东段及其南侧, 震区周边半径200 km范围内, 有12处跨断层流动场地、2处定点连续形变台站, 震中距33—177 km）；②2015年9月相对7月这一时段开始, 反异常和反变化（无异常, 但该时段变化特性与构造活动背景相反）的场地、台站开始占多数, 显示“继承性”向“逆继承性”的明显改变, 揭示区域应力变化和局部化增强特征。尽管如此, 异常增强、特性改变到了什么程度, 时间节点在哪个月？单从异常动态分布来看, 还不够明确。

进而, 对各场地、台站未出现异常、C类、B类、A类异常规定不同的值（分别为0.4、1.0、1.4、1.8, 反变化和反异常再加负号）, 分异常相对集中区、研究区全区不同尺度区域提取量化的综合强度指标（不考虑正、负号的绝对值均值, 反映变化强度）、特征指标（考虑正、负号的均值, 所得正值表示与构造活动背景一致、负值则相反）, 获得了门源震前综合指标的时序变化图 1, 该图显示: ①随时间推移综合强度指标明显上升, 距震区越近量值越高即“近强远弱”, 2015年9月以后异常相对集中区强度指标超过0.7；②综合特征指标由（-0.1, 0.1）区间小幅振荡转为明显负值、“近强远弱”, 2015年11月相对9月异常相对集中区特征指标下降到-0.3以下, 之后继续。考察11月相对9月这一时段, 跨断层观测实施于11月, 因观测周期长达4个月, 无法准确判定异常开始时间；新增湟源钻孔倾斜反异常且开始于11月初；加上2015年11月23日构造相关的陶莱山断裂上M_S 5.2地震的能量预释放, 以及震前3个多月跨祁连山构造带中段祁连—民乐连续GPS基线挤压减缓的一定程度佐证（图 1标注了开始时间）, 综合分析认为, 门源震前跨断层与定点形变等异常特性及其演变过程, 符合构造力学实验所得亚失稳状态特征, 且可能开始于2015年11月, 即震前短期阶段。

4 结束语

综合跨断层流动形变、定点连续形变、连续GPS、小震活动等不同时空尺度的基础资料与辅助信息, 通过异常时空演变定性分析与综合强度指标、特征指标的定量计算, 识别和探讨了门源M_S 6.4地震前符合亚失稳状态特征, 且有短期预测意义的综合性前兆异常。