1 研究背景

地震是地壳介质在构造应力作用下发生破裂的一种表现形式，应力积累必然伴随着岩石的变形和应变。陆明勇等（2014）认为强震前地壳形变异常不一定存在完整的趋势、短期和短临异常类型，但趋势异常普遍存在。地形变资料观测初衷是在震前发现未来潜在震源区的异常变化。因此，开展相关研究有助于了解地壳运动特征，更好认识异常特征与强震的关系。

青海地处青藏高原中北部，长期受印度板块NE向推挤作用影响，构造变形强烈（郑文俊，2013），地震频发。2021年青海玛多发生M_S 7.4地震（34.59°N，98.34°E），震源机制为逆冲型，发震断层为昆仑山口—江错断裂。2022年青海门源发生M_S 6.9地震（37.77°N，101.26°E），震源机制为左旋走滑，发震构造为冷龙岭断裂。本文着重分析2次强震前格尔木地形变观测资料的异常特征，从中提取长—中—短期异常变化指标信息，为青海地区强震判定提供参考依据。

2 研究内容

柴达木盆地内部发育一系列新生代高角度逆冲断裂，新构造活动迹象明显（Meng et al，2008），格尔木地震台即位于该盆地南缘，配备YRY-4型钻孔应变仪、水平摆倾斜仪、VP型垂直摆倾斜仪进行形变观测，观测数据质量尚佳。

2.1 长期异常特征

应变观测可准确记录地下应变信息，能够真实反映地壳应力变化。YRY-4型钻孔应变仪测量精度和稳定性较高，多次记录到大震前后的应变异常。选取该台2008年—2022年初YRY-4型钻孔应变整点值资料，计算并绘制S₁ - S₃分量曲线，结果见图 1。由图 1可见，2011—2014年S₁ - S₃分量呈平稳下降趋势，且存在年变特征，2016年门源M_S 6.4地震前1年，该分量出现趋势转平变化，震后半年恢复原有变化形态；2018年钻孔应变再次出现转折变化，鉴于同期青海北部德令哈钻孔应变、湟源钻孔应变均出现趋势转折异常，说明青海北部存在区域应力增强过程；2021年玛多M_S 7.4地震前，该项异常出现转折回返变化，期间青海北部相继发生茫崖M_S 5.8、门源M_S 6.9，德令哈M_S 5.8、德令哈M_S 6.0等多次中强地震。此次异常变化特征与2008年海西M_S 6.3、2009年海西M_S 6.4地震前异常特征较为相似，该异常信度较高，是青海北部6级强震或5级地震成组具有背景性的前兆异常（图 1）。

水平摆倾斜仪自观测以来，EW分量年变特征较稳定。长趋势资料显示，该分量2015年存在趋势转折异常，且年变幅较往年明显变小，持续时间较短，为2016年门源M_S 6.4地震的中短期前兆异常；2018年EW分量再次出现异常变化，异常出现时间及特征与钻孔应变异常一致，2021年玛多M_S 7.4地震发生后，异常持续，随后发生门源M_S 6.9、德令哈M_S 5.8、德令哈M_S 6.0地震，该分量逐渐恢复原变化形态。分析认为，2018年以来水平摆倾斜仪EW分量趋势转折异常对2021年玛多M_S 7.4以及青海北部多次强震的发生具有长期指示作用（图 2）。

2.2 中短期异常特征

VP型垂直摆倾斜仪观测以来数据稳定、可靠，由2018—2022年NS分量时序变化图（图 3）可知，2018—2020年年变特征稳定，2021年玛多M_S 7.4地震后3个月该分量出现破年变异常变化，异常出现前无干扰，最大变化幅度为1026.08×10^-3″，2022年门源M_S 6.9地震后恢复原变化形态。分析认为，此次格尔木垂直摆倾斜仪NS分量出现破年变异常为门源M_S 6.9地震的中短期前兆异常。

3 研究结果

格尔木钻孔应变与水平摆倾斜观测在2021年玛多M_S 7.4地震与2022年门源M_S 6.9地震前均出现较为可靠的长期异常变化，且垂直摆倾斜异常出现较晚，持续时间较短。格尔木地形变资料在2022年门源M_S 6.9地震前呈现长—中—短期异常特征，在2次强震前地形变异常形态均为趋势型，与多数震例异常形态一致。在未来震情跟踪分析过程中，应重点关注异常形态恢复过程或结束后周边发生6级强震或5级成组地震的危险。

4 结束语

青海区域构造复杂，强震多发且孕震过程较为复杂，可能发生在区域应力达最大值后的减弱过程中，判定定点形变异常变化特征与6、7级强震关系，对分析长期乃至中短期强震潜伏的危险性具有重要意义。