麗江與蘆山兩次MS7.0地震震例回溯研究及亞失穩特征探討

李臘月　尹海權　馬伶俐　李智蓉　張超

摘要：基于川滇地區的跨斷層觀測資料，采用多種形變分析方法，針對川滇地區監測狀況較好的1996年麗江、2013年蘆山兩次M_S7.0地震開展震例回溯研究，并以亞失穩理論及實驗室結果為指導，歸納總結跨斷層觀測獲得的斷層運動在亞失穩階段的時空變化特征及可能的表現形式，尋找區域范圍內斷層運動協同化現象，探索地震進入亞失穩狀態的跨斷層識別標志。結果表明：兩次地震前，震源區在震前數年主要表現為弱變形的狀態，可能是孕震晚期發震斷層閉鎖、斷層近場應力應變積累趨于極限的表現。震源區邊緣附近300 km范圍內在震前數月至3年出現顯著的斷層形變異常，斷層活動具有協同化現象，但僅個別跨斷層場地觀測到了與實驗室巖石破裂失穩過程類似的圖像，大多數場地僅僅觀測到了穩態（線性階段）、亞穩態（偏離線性階段）特征，亞失穩態特征并不清晰，分析可能與跨斷層場地所處的構造位置及觀測周期有一定關系。

關鍵詞：麗江M_S7.0地震；蘆山M_S7.0地震；跨斷層觀測；震例回溯；亞失穩特征；川滇地區

中圖分類號：P315.7文獻標識碼：A文章編號：1000-0666（2023）04-0461-12

doi：10.20015/j.cnki.ISSN1000-0666.2023.0061

0引言

尋找地震前兆一直是國內外地震預報的重點和難點。在目前地震成因及震孕育過程尚不完全清楚的情況下，在實驗室開展巖石變形實驗，觀測相關物理量的演化特征和規律，是地震前兆探索中的重要基礎工作，可為野外地震研究提供指導和思路。自2012年馬瑾院士首次提出亞失穩概念以來，亞失穩的力學機理及其與之相關的物理場演化特征，如溫度場、斷層位移場、應變場等受到學者們的廣泛關注（馬瑾等，2012；任雅瓊等，2013；卓燕群等，2013；劉遠征等，2014；宋春燕等，2018；楊海明等，2020）。近年來，一些學者還嘗試將實驗室觀測的亞失穩信息應用到野外的實際震例中，如劉冠中和馬瑾（2012）通過對鮮水河斷裂帶北西段跨斷層蠕變場地的研究，發現鮮水河斷裂帶在1997年瑪尼地震前一年出現斷層活動“協同化”現象，與構造物理實驗中觀測到的亞失穩階段斷層不同部位的協同化現象十分類似，因此，推斷該現象與地震的孕育有關；張淑亮等（2016，2021）通過系統的震例總結，發現2010年1月24日河津M_S4.8地震前，臨汾地震臺寬頻傾斜儀、侯馬地震臺水管傾斜EW分量、洞體應變等多種地球物理場觀測記錄到了與亞失穩巖石破裂實驗類似的現象；張希等（2020a）通過震例回溯研究發現2013年岷縣—漳縣M_S6.6地震前西秦嶺構造區的跨斷層短水準異常特征符合構造力學實驗的亞穩態-亞失穩態特征；黃雅等（2021）通過綜合分析滇西北地區的亞失穩密集臺陣，發現2021年漾濞M_S6.4地震前地震活動特征呈現了較為明顯的斷層亞失穩演化過程；郭樹松等（2021）利用1996—2007年龍門山斷裂帶上的重力觀測資料，分析汶川地震前亞失穩階段的重力場變化特征，發現地震前沿龍門山斷裂帶的時變重力場變化較好地對應了巖石變形實驗中由穩態加載階段到失穩階段中的線性、偏離線性、亞失穩態的過程；陳順云等（2021）研究了2020年伽師M_S6.4地震前后的基巖溫度變化，發現臨近地震時，基巖溫度呈現明顯的加速上升變化，這種臨震前的加速特征可能與地震亞失穩或成核過程有關。綜上所述，目前將實驗室結果應用于野外實際震例已取得一些成果，但仍處于初期的探索階段，還需要進一步尋找野外斷層黏滑失穩過程中其它物理量的變化特點和響應特征，識別與亞失穩態相關聯的一些前兆現象，為野外亞失穩現象的判定識別提供更多的參考依據。

跨斷層形變測量是監測斷層活動最直接、最有效的方法之一（薄萬舉等，1994；焦青，周俊萍，1998）。自20世紀60年代跨斷層測量工作開展以來，跨斷層形變測量在尋找地震前兆信息、研究強震孕震機理、強震預測預報工作中做出了重要貢獻（江在森等，1998；王雙緒等，2001；蘇琴等，2014；李玉江等，2017）。川滇地區是我國強震多發區和重點監視區，擁有豐富的跨斷層測量資料。因此，本文基于多種形變分析方法，選取川滇地區監測狀況較好、發震構造研究程度較高的1996年麗江、2013年蘆山兩次M_S7.0地震

開展震例回溯研究，總結跨斷層形變觀測在斷層粘滑失穩過程中的表現形式和響應特征，通過與實驗室亞失穩狀態特征的對比分析，識別與亞失穩態相關聯的一些跨斷層觀測前兆現象，為野外識別斷層亞失穩狀態提供參考。

1實驗室觀測到的亞失穩過程

雙軸壓力下巖石變形過程的差應力-時間變化曲線（馬瑾等，2012；馬瑾，郭彥雙，2014）如圖1a所示，變形過程可以分為穩態、亞穩態、亞失穩態和失穩態4種狀態，并分別對應斷層失穩過程的4個階段，線性變形階段（L-M）、偏離線性階段（M-O）、亞失穩階段（OAB）和失穩階段（BC），其中N-O為強偏離線性階段。變形后期階段的放大圖（圖1b）顯示，O時刻是應力峰值點，在O時刻差應力由上升轉為下降。OAB是亞失穩階段，OA是準靜態釋放階段，稱之為“亞失穩階段Ⅰ”，AB是準動態釋放階段，稱之為“亞失穩階段Ⅱ”；A時刻之后，下降速率迅速增加，B時刻后進入失穩階段。M時刻是加載曲線開始偏離線性的位置，在M-O時刻之間應力發生過幾次下降，最大的下降開始于N時刻，M-O偏離線性階段持續時間稍長于強偏離線性階段，應力下降低點在強偏離線性階段。

目前，實驗室已經可以識別亞失穩階段并獲得了亞失穩階段不同物理場的演化特征，為野外識別亞失穩階段打下了基礎（馬瑾等，2012；任雅瓊等，2013；卓燕群等，2013）。本文研究的思路是對比實驗室亞失穩階段應力-應變觀測結果，探索野外大震前斷層活動是否有類似現象，首先尋找實際觀測中的“偏離線性階段”和“強偏離線性階段”，然后進一步尋找亞失穩階段；同時尋找斷層運動的協同化過程，分析單個場地的變形特征以及區域多個場地的群體性變形特征，進而分析整個區域變形場的時空演化特征。

2地震前跨斷層觀測的亞失穩特征

2.11996年2月3日麗江M_S7.0地震

1996年麗江M_S7.0地震（震中27.08°N，100.27°E）是過去40年內發生在川滇菱形塊體西邊界震級最大的一次正斷型地震事件，宏觀震中位于麗江縣城北約25 km的玉龍雪山東麓黑水附近（周光全等，1997；蘇有錦，劉祖蔭，1997）。震源參數反演、野外地質考察等結果均表明麗江地震的發震斷層為東傾的麗江—大具斷裂（韓竹軍等，2004；Ji et al，2017）。麗江地震前，震中周邊300 km范圍內共有11個跨斷層觀測場地，起始觀測日期為1982年，觀測周期為每年12期和6期?？鐢鄬訄龅胤植既鐖D2所示。

2.1.1原始觀測曲線形態異常特征

某一時段內在區域構造應力場作用下，斷層活動往往表現出一定的規律性，斷層以近于恒定的速率和方式運動，跨斷層觀測曲線往往表現出準線性的趨勢性特征；當區域構造應力場或斷層附近的局部應力場發生變化，斷層活動會偏離原有的背景運動方式，跨斷層觀測曲線表現出偏離準線性的非線性變化，如加速、轉折、突跳及形態、幅度的明顯改變等（江在森等，1998；車兆宏，范燕；1999；張希等，2020b）。

根據亞失穩理論及實驗結果，筆者發現麗江M_S7.0地震前震中距300 km范圍內下關、劍川、永勝等大多數跨斷層場地表現出了穩態（線性階段）、亞穩態（偏離線性階段）特征，觀測數據長期以準線性變化為主，震前1～3年出現偏離線性的非線性變化，如下關水準2-1和2-3自1992年11月開始出現加速上升變化，最大幅度2 mm，在1995年武定M_S6.5地震后仍持續（圖3a、b）；劍川水準2-1在1994年6月開始出現加速上升變化，上升幅度為2 mm（圖3c）。但距麗江地震震中最近的麗江場地（震中距42 km）在震前無顯著變化，斷層活動量很小，僅水準1-2觀測到顯著的同震變化（圖3d）。

筆者還發現大多數場地觀測的亞失穩態特征并不清晰，僅有個別場地的斷層形變曲線形態與亞失穩差應力時間變化曲線類似，如永勝基線1-2和3-2自觀測以來至1994年5月觀測數據以準線性變化為主（圖3e、f），顯示應變處于持續積累階段，對應亞失穩實驗結果的L-M線性變形階段；1994年6月開始出現偏離線性的非線性變化，1995年5月達到峰值點O，對應亞失穩實驗結果的M-O偏離線性階段；1995年6月至1996年2月為亞失穩階段，但從準靜態階段向準動態階段的轉折點A很難識別，其中1995年6—12月變形逐漸恢復，可能對應應變由積累過程轉為緩慢下降的準靜態釋放階段OA，1996年1月曲線再一次轉折下降，表明應變釋放進入加速階段，為準動態釋放階段AB。永勝水準1-2和3-2也同步觀測到了與亞失穩過程類似的現象，兩條水準測線在1995年1月開始同步出現加速下降變化，3月開始下降幅度增大，6月下降達到最大值，為亞失穩實驗過程中的M-O偏離線性階段，1995年6—12月變形逐漸恢復，為應變由積累過程轉為緩慢下降的準靜態釋放階段，1996年1月曲線再一次轉折下降，表明應變釋放進入加速階段，為準動態釋放階段AB（圖3g、h）。

2.1.2地震前斷層運動參數異常特征

斷層的活動方式、活動速率等在強震前通常發生中短期變化，具體表現為斷層活動性質改變、活動速率快速增大或減小等，通?？赏ㄟ^計算斷層三維活動參數來定量地判斷斷層的活動性質（薄萬舉等，1998）?？紤]到麗江地震前川滇塊體東邊界上的跨斷層場地變化不顯著，且大多數為單一的水準觀測場地，因此，本文采用薄萬舉等（1998）和李臘月等（2012）的計算方法，針對震中附近麗江、劍川、永勝和下關場地進行了斷層三維活動參數計算，如圖4所示，曲線斜率為正分別表示右旋走滑、張性、正斷運動。計算結果顯示，在麗江M_S7.0地震前，麗江和永勝兩個場地的斷層活動性均很弱，表現為應變積累區域極限的閉鎖特征；麗江場地在震前無顯著的異?；顒?，只有垂向運動參數顯示了明顯的同震變化，而永勝場地在震前1年半左右出現明顯加速活動，具體表現為左旋走滑、拉張、逆沖活動加速；麗江M_S7.0地震后，麗江、永勝兩個場地的斷層活動性均顯著增強。劍川場地在震前1年半左右左旋走滑運動減緩；下關場地在震前3年出現正斷活動加速的現象。

2.22013年4月20日蘆山M_S7.0地震

2013年4月20日發生在四川省雅安市的蘆山M_S7.0地震（震中30.3°N，103.0°E），是繼2008年5月12日汶川M_S8.0大地震后的又一次破壞性地震。宏觀震中位于巴顏喀拉塊體與華南塊體之間的龍門山推覆構造帶南段，震源機制解結果表明此次地震為逆沖型地震（趙博等，2013）。野外地質科學考察表明，蘆山地震在震中區沒有形成具有構造地質意義的地震地表破裂帶，該地震是一次典型盲逆斷層型地震（徐錫偉等，2013）。蘆山地震前，震中周邊300 km范圍的跨斷層觀測場地分布如圖5所示。

2.2.1原始觀測曲線異常特征識別

蘆山地震前震中距300 km范圍內的跨斷層場地主要分布在鮮水河—安寧河—則木河斷裂帶和龍門山斷裂帶上（圖5）。震中距在100 km范圍內的寶興、蒲江、雙河、折多塘場地在汶川地震后、蘆山地震前表現為強閉鎖的特征（圖6a～d），只有距離汶川地震震中最近的灌縣、映秀場地水準表現為趨勢拉張（圖6e、f），筆者分析認為灌縣、映秀場地水準的趨勢拉張變化可能與汶川地震震中附近斷層解鎖有關。蘆山地震前，震中距300 km范圍內位于鮮水河—安寧河—則木河斷裂帶上的場地出現大量中短期異常，同樣表現出了穩態（線性階段）、亞穩態（偏離線性階段）特征（圖7）。侏倭場地兩條基線A-B、A-C在觀測期內表現出顯著的線性趨勢變化特征，2013年1月同步出現偏離線性的下降變化（圖7a、b）；龍燈壩場地基線A-B、A-D在2001年以后表現為線性拉張變化，于2012年7月同步出現加速下降的壓性變化（圖7c、d）；老乾寧場地基線3-5、3-1（圖7e、f）、虛墟基線A-B、A-C（圖7g、h）在蘆山地震前同樣顯現出趨勢拉張背景下的壓性變形特征。此外，位于川滇菱形塊體東邊界的跨斷層水準場地在震前也表現出了穩態到亞穩態的中短期異常特征，虛墟場地水準在震前數月（2012年7月）出現準同步的上升變化（圖7i）；則木河斷裂帶上的爾烏、西昌場地跨斷層水準觀測分別于震前1年和3年出現加速上升變化（圖7j～l）。

蘆山M_S7.0地震前，跨斷層觀測的亞失穩態特征并不清晰，僅有個別場地觀測的現象與實驗室巖石變形過程的差應力-時間變化曲線類似，如位于鮮水河斷裂帶北西段的虛墟場地A-B基線于2013年1月開始出現偏離線性的加速下降的變化，3月下降達到最大值，1—3月為偏離線性階段，其后進入亞失穩階段（圖7g）；虛墟場地A-B水準2012年7月（M點）開始出現偏離線性的加速上升變化，11月達到O點后開始轉為下降，2012年11月—2013年4月為亞失穩階段（OAB）（圖7i）。

2.2.2地震前鮮水河斷裂帶斷層活動參數變化

圖8為計算的斷層三維活動參數結果，鮮水河斷裂帶的水平走滑量在觀測期內呈準線性變化特征，且斜率為負，表明鮮水河斷裂帶為左旋走滑運動；水平張壓量和垂直升降量曲線在觀測期內也呈準線性變化，但在2001年以前斜率較小，表明鮮水河斷裂帶在2001年以前以左旋走滑運動為主，與地質上給出的背景運動方式相一致（Allen et al，1991；聞學澤等，1989）。但在2001年以后，鮮水河斷裂帶的張性活動顯著增強（水平張壓量曲線斜率增大），而在蘆山地震前3個月，水平走滑量和水平張壓量曲線出現偏離線性的非線性變化，表明鮮水河斷裂帶出現了右旋走滑、壓性的逆繼承性活動。因此，斷層活動的定量指標也顯示出鮮水河斷裂帶在蘆山MS7.0地震前斷層活動出現了由穩態到亞穩態的特征。

3跨斷層觀測揭示的斷層異?；顒訁f同化特征馬瑾（2016）認為斷層不是孤立的，斷層是活動塊體的邊界，塊體不同邊界斷層的相互作用對失穩有一定的影響，因此，斷層失穩的“前兆”絕不局限在發震斷層上。通過上述震例回溯研究，筆者發現麗江地震前1～3年震中200 km范圍內的斷層形變異常隨時間逐漸增多，蘆山地震前震中300 km范圍內的跨斷層異常測項也隨時間逐漸增多，尤其是鮮水河斷裂帶北西段，短期群體異常顯著，表明與發震斷層相關構造斷層上應力應變發生變化，跨斷層觀測揭示了斷層異?；顒訁f同化特征。為了進一步識別麗江、蘆山M_S7.0地震前區域斷裂帶上的協同化現象，本文采用灰色關聯度指標、主成分分析法和斷層形變信息合成法進一步提取區域斷層活動異常信息，計算了麗江地震前滇西北地區斷層垂向參量指標、鮮水河斷裂帶的走滑運動與張壓運動綜合指標、安寧河—則木河斷裂帶斷層垂直活動速率合成指標（圖9～11）。

3.1麗江M_S7.0地震前灰色關聯度指標顯示的斷層活動趨勢變化灰色關聯度指標可反映斷裂活動總體趨勢及其動態演變過程（張希等，2014）。利用滇西北地區的麗江、永勝、劍川、下關場地的水準觀測數據，基于改進的灰色關聯度方法（田曉等，2021），計算了滇西北地區的灰色關聯度垂向指標，該指標顯示在麗江M_S7.0地震前2～3年左右，震中200 km范圍內的相鄰斷層出現了正斷加速異常特征，與麗江地震的正斷錯動特性一致（圖9）。

3.2蘆山M_S7.0地震前鮮水河斷裂帶斷層活動綜合指標異常提取主成分分析法（PCA）是一種多變量統計分析方法，它能在去除一些相關干擾信息的基礎上，最大限度保留原有信息，有助于對前兆觀測資料的分析。目前，PCA方法在GPS、InSAR、跨斷層測量等資料處理中已經得到了一定應用（田云鋒，沈正康，2009；李臘月等，2013；方穎等，2015）。本文應用PCA方法提取了鮮水河斷裂帶北西段斷層走滑和張壓活動隨時間變化量（圖10）。走滑量綜合指標顯示，鮮水河斷裂帶在觀測期內一直以左旋走滑運動為主（曲線斜率為負），在蘆山MS7.0地震前1年出現了右旋活動（圖10a）；張壓量綜合指標顯示，鮮水河斷裂帶在昆侖山口西MS8.1地震前張壓活動速率較弱，活動性質不明顯，而在昆侖山口西MS8.1地震后張性活動開始增強，汶川地震后張性活動繼續增強，但在蘆山地震前1年出現顯著壓性活動，地震后恢復，且處于快速拉張的狀態（圖10b）。

3.3蘆山M_S7.0地震前安寧河—則木河斷裂帶斷層垂直形變速率合成指標在跨斷層數據處理中，為了削弱干擾噪聲，提高“信噪比”，可以采用斷層形變信息合成的方法，該方法通過疊加“信號”，可以使疊加后的噪聲在相當大的程度上被抵消或削弱，提取區域斷層活動的動態變化（張晶等，2012）。采用該方法，利用安寧河—則木河斷裂帶上的棉蟹、冕寧、寧南、爾烏、湯家坪等場地計算了該斷裂帶的斷層垂直形變速率合成指標，圖11結果顯示在蘆山MS7.0地震前1年安寧河—則木河斷裂帶垂直活動速率出現顯著的高值異常。

因此，從異常的時間、空間演化特征以及所提取的區域或斷裂異常信息綜合指標均可以看出跨斷層測量觀測到了強震前斷層活動的協同化及加速協同化特征。

4討論

構造地震的孕育過程及其前兆機理研究一直是國內外地震學家們關注的重要科學問題。盡管經歷了幾十年的努力和探索，但目前仍無法確認觀測到的異常與地震的唯一關系。馬瑾等（2012）認為地震是一個力學過程，是應力積累到應力快速釋放的物理過程，是有先兆的，識別地震前斷層所處的應力狀態是關鍵。亞失穩應力狀態的提出，把不同時間和空間尺度失穩過程統一到應力狀態的框架內。實驗室的應力-時間過程在應力積累階段是線性變化的，偏離線性階段代表應力釋放的開始，上述震例研究表明跨斷層觀測在兩次M_S7.0地震前也表現出了線性-非線性變化，與實驗室應力-時間過程曲線形態相似，但目前還無法明確這種“非線性變化”的具體力學含義，非線性代表斷層處是應變積累增強還是應變的釋放，只能說明此處局部應力應變場發生變化，斷層活動偏離了原有的背景活動方式。

實驗室給出的摩擦滑動失穩全過程較為短暫，從穩態到失穩態整個過程約1 300 s，其中穩態階段（LM）占全過程的61.53%，亞穩態階段（MO）占全過程的37.36%，亞失穩態（OB）占全過程的1.1%，斷層的快速失穩過程只占全過程的0.077%（李世念等，2021）。自然界一次強震事件的孕育通常需要數十年、甚至上百年至幾千年的時間，遠大于實驗室給出的摩擦滑動失穩過程。而野外實際地震的孕育環境較為復雜，一次地震的滑動失穩全過程與該斷裂帶最近一次地震的離逝時間、強震復發周期有一定的關系。對于一些強震復發周期長、最近一次地震離逝時間也較長的斷層，亞失穩階段占地震的滑動失穩全過程的時間也較長；對于一些復發周期短、最近一次地震離逝時間也較短的斷層，亞失穩階段占地震滑動失穩全過程的時間也較短。因此，不同地震前觀測到的亞穩態（非線性）、亞失穩態出現的時間節點不同，這也可能是不同地震前跨斷層形變觀測到的異常出現時間不同的原因。

斷層活動協同化的提出把孤立的點觀測聯系為時、空、強三維關系，并拓展到多種物理場的時空演化研究（馬瑾，郭彥雙，2014）。本文震例回溯研究表明，麗江和蘆山M_S7.0地震前存在斷層異?；顒訁f同化現象，但也發現一些問題，如麗江M_S7.0地震前，在震中距200～500 km范圍內的川滇菱形塊體東邊界上的跨斷層場地并無明顯異常；蘆山M_S7.0地震前，震中距在300～500 km范圍內的西秦嶺構造區異常并不顯著。筆者分析認為可能與這些場地所在的區域或斷裂在構造上與孕震斷層的關聯性較弱有關，孕震斷層附近應力增強或應力釋放會影響相鄰斷層或同一塊體的其它邊界應力狀態發生變化。因此，導致與發震斷層構造關聯性強的這些區域異常較為顯著，如蘆山地震前鮮水河斷裂帶上的異常較顯著，且斷層活動具有明顯的協同化特征，這是和鮮水河斷裂帶和龍門山斷裂帶分別屬于巴顏喀拉塊體的東邊界和西南邊界，構造上相關聯且距離較近相關。而同一斷裂帶上也不是所有的場地都能觀測到異常（亞穩態和亞失穩態特征），這主要和場地布設的構造位置有關；亞失穩實驗也指出，并不是所有的構造部位均能觀測到失穩前的變化，只有位于特殊構造部位的臺站才可能觀測到前兆變化，對于拐折斷層，拐點處溫度變化復雜，所以此處應力的調整和斷層活動更容易被觀測到（馬瑾等，2012）。因此，選擇合適的構造部位進行觀測也是能否觀測到亞失穩前兆的關鍵。

5結論

本文選取麗江、蘆山兩次M_S7.0地震開展震例回溯研究，研究震前不同階段震源斷層及附近區域跨斷層觀測的前兆表現，并通過與亞失穩實驗室研究結果類比，總結野外跨斷層觀測相關物理參數在亞失穩階段的表現形式及變化特征，得到以下結論：

（1）麗江、蘆山兩次M_S7.0地震前，震源區在震前數年主要表現為弱變形的狀態，發震斷層附近的跨斷層場地往往觀測不到顯著的異常變化，但觀測到了顯著的同震變化，可能與孕震晚期發震斷層處于閉鎖狀態有關，是孕震晚期斷層近場應力應變積累趨于極限的表現。

（2）參照亞失穩理論及實驗結果給出的差應力-時間過程曲線，發現麗江、蘆山兩次M_S7.0地震前震中距300 km范圍內的跨斷層場地大多數表現出穩態（線性階段）、亞穩態（偏離線性階段）特征，觀測數據長期以準線性變化為主，震前1～3年出現偏離線性的非線性變化，反映了斷層在局部穩定應力場作用下的正常背景活動特征和受到擾動應力場后的異?；顒犹卣?。

（3）麗江、蘆山等地震前，大多數跨斷層場地觀測的亞失穩態特征并不清晰，僅有個別場地觀測到了與實驗室巖石破裂失穩過程類似的圖像。本文分析可能與跨斷層場地所在的構造位置以及觀測周期有一定的關系，當孕震斷層由應變積累階段轉為應變釋放階段、斷層協同化作用開始時會導致附近與其構造相關聯性強的斷層上應力應變場的變化，由于斷層幾何結構的復雜性以及巖石介質的非均勻性，所以導致斷層不同部位對應力應變場發生改變的響應不同。此外，由于亞失穩階段，特別是亞失穩準動態階段持續時間較短（僅占摩擦滑動失穩全過程的0.4%左右），可能需要震源及附近地區變形場的高頻觀測資料。對于復發周期較短的斷層，目前的觀測周期無法獲得瞬態高頻信息。

尋找野外觀測條件下的非應力參數亞失穩特征，有助于亞失穩研究從實驗室走向野外。本文基于多種變形分析方法識別野外跨斷層觀測在“亞失穩”階段的變形特征和表現形式，對實際地震預測工作具有促進作用，但本工作還處于初期探索階段，有許多問題還未解釋清楚，有待進一步研究。

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A Retrospective Study of Two M_S7.0 Earthquakes in Lijiang and Lushan

and Discussions on the Characteristics of Meta-instability

LI Layue YIN Haiquan MA Lingli LI Zhirong ZHANG Chao

（1.The First Monitoring and Application Center，China Earthquake Administration，Tianjin 300180，China）

（2.Crustal Deformation Observation Center of Sichuan Earthquake Agency，Yaan 625000，Sichuan，China）

（3.Yunnan Earthquake Agency，Kunming 650224，Yunnan，China）

Abstract

The cross-fault observation had been conducted in the epicentral areas of the Lijiang MS7.0 earthquake and the Lushan MS7.0 earthquake before the two earthquakes occurred.According to the deformation analysis methods，and using the cross-fault observational data，we do a retrospective study of the two earthquakes.Guided by the meta-instability theory and on the basis of the laboratory results，we summarize the characteristics of the fault motion varying in time and space，and fault motions possible manifestations in the meta-instable stage，to identify the synergy of fault activities in the study area，and to explore the signs obtained by the cross-fault observation which indicates that the potential earthquake has entered a meta-instable state.The results show that before the Lijiang and Lushan MS7.0 strong earthquakes，the epicentral areas were mainly in a weak-deformation state with a small rate of activity.This may suggest that the seismogenic fault was locked in the late seismogenic stage，and the accumulation of the stress and strain of the fault in the near field was reaching limit.Three years before the earthquake，significant anomalies of the fault deformation occurred in the 300 km range of the epicentral area，and the anomalies lasted till several months before the earthquake.The fault activity performed a significant synergy.On some cross-fault sites，images similar to the laboratory rock rupture and instability process have been observed.On some sites only the steady state（linear stage）and meta-stable state（deviation from the linear stage）were observed.The meta-instable characteristics on these sites were not clear.We believe that this may be related with the tectonic position of the cross-fault sites and observational periods.

Keywords：the Lijiang MS7.0 earthquake；the Lushan MS7.0 earthquake；cross-fault observation；earthquake-case review；meta-instable characteristics；Sichuan-Yunnan area