1 研究背景

2022年四川连续发生了3次6级以上强震。分别是6月1日雅安芦山M_S 6.1、6月10日阿坝州马尔康M_S 6.0及9月5日甘孜州泸定M_S 6.8。其中泸定地震造成当地人员较大伤亡和严重的建筑物破坏（徐泰然，2022；罗若帆，2022）。

受到青藏高原强烈隆起抬升和高原上地壳物质向南东挤出的影响，青藏高原东部地区形成一系列弧形走滑断层系（闻学泽等，1989；易桂喜等，2015）。鲜水河断裂带正是这一系列的弧形走滑断层系中的重要一条，也是我国西部著名的强震活动带，历史上发生多次7级以上大地震，具有左旋水平剪切运动特征，走向近NW—SE向，长约400 km。该断裂带北与玉树—甘孜断裂在卡萨湖附近呈左阶雁列式相接，南与安宁河断裂在石棉田湾附近相接，东北为龙门山断裂带，属于断裂带的“交会处”（王新民等，1998；赵珠等，2000；邓起东，2007；李大虎等，2015；何梅兴等，2017）。

这次芦山地震就发生在龙门山断裂的南西侧靠近“交会处”的位置，距鲜水河断裂约105 km；马尔康地震发生在抚边河断裂，距鲜水河断裂北西端的最近距离约110 km；而泸定地震就发生在“交会处”，距鲜水河断裂南东端约2 km，几乎就发生在鲜水河断裂南东端部位上。

四川省地震局测绘工程院每月一期的流动跨断层形变观测，在鲜水河断裂带上布设有多个场地，由这些场地水准、基线观测结果，计算得到的断层位移协调比在这3次震前出现了显著的短临异常。本文以这些短临异常为例对这3次强震的短临形变前兆进行分析。

2 研究方法

黎凯武研究员基于对跨断层形变观测及分析方法数十年的研究，提出断层活动位移协调比概念（张晶等，2011），即描述断层活动位移三分量及其相互之间的比例关系，称为断层活动位移协调比，简称协调比（FCR），其为一无量纲值。正常情况下，协调比围绕一个常量附近在一定范围内变化，当断层活动状态发生改变时，描述断层活动参数之间的协调关系会随之发生改变，协调比大幅度偏离常量，即为协调比异常。设断层两盘间水平走滑量为a、水平张压量为b，垂直形变观测变化量为Δh，其相互间的比值分别为f₁、f₂、f₃，定义为断层活动位移协调比，即

$ f_1=\frac{b}{a} \quad f_2=\frac{\Delta h}{a} \quad f_3=\frac{\Delta h}{b} $

(1)

同时定义f_1-3′=1/ f_1-3。利用数学模型可获得a、b，公式如下

$ \left\{\begin{array}{l} a \cos \beta_1+b \sin \beta_1=\Delta L_1 \\ a \cos \beta_2+b \sin \beta_2=\Delta L_2 \end{array}\right. $

(2)

式中，β₁、β₂分别为基线L₁、L₂与断层的斜交角，ΔL₁、ΔL₂为基线观测长度变化量。

跨断层形变观测被认为是地震预测较为重要的前兆观测手段之一，采用断层活动位移协调比方法可进一步判识断层的活动性质，从而判定地震的前兆异常（张晶等，2011；张立成等，2022），运用此方法，计算得到川滇地区部分流动跨断层场地断层活动位移协调比序列，在该区部分强震短临前兆异常研究中，取得较好的结果（张立成等，2021）。

本研究通过对布设在鲜水河断裂上的6个流动跨断层场地（图 1）每月一期的水准、基线观测数据进行精细化处理，计算这3次地震发生前时段的断层活动位移协调比序列，提取震前的短临形变异常信息并加以分析。

3 研究结果

截取鲜水河断裂带上6个跨断层场地在这几次震前时段的水准、基线观测数据，依据断层位移协调比计算模型，得到震前时段断层位移协调比序列，并将离散的协调比序列值取绝对值，得到跨断层连续观测协调比序列（图 2）。

在龙灯坝和格鲁场地5月的观测中提取到显著的协调比异常[图 2中（a）、（b）图]，从出现异常到发震最长不超过一个月，短临效果显著。芦山M_S 6.1和马尔康M_S 6.0地震发生时间间隔较短只相差10天，异常均出现在同一期观测时间内，难以区分和识别异常对应哪次地震。

9月5日泸定震前，鲜水河断裂带上的6个跨断层水准、基线观测场地都出现了显著的协调比异常。只有沟普场地的异常是在7月观测中出现的，距发震不足2个月[图 2（e）]。除此之外，其余5个场地的异常都在8月的观测中出现[图 2中（c）、（d）、（f）、（g）、（h）图]，距发震均不足1个月，短临效果显著。

4 结束语

多场地的短临前兆异常反映同一次地震，特别是泸定地震前6个场地均出现短临前兆异常，从一个侧面证实了短临形变前兆场的存在。

异常在多个场地出现，可以减少单一场地出现异常时是否干扰所致的疑虑，同时增加了异常作为短临前兆的信度。

断层活动位移协调比的方法可反映出断层活动的微形变，能明确地反映形变前兆信息，对地震活动具有较好的短临预测意义。

感谢四川省地震局测绘工程院提供的跨断层形变观测资料。