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2019年 第41卷 第4期    刊出日期：2019-08-20

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地震地质2019年第41卷第4期目录

2019, 41(4):  0-0. 

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研究论文

西准噶尔冬别列克断裂晚第四纪以来的阶地位错与滑动速率

姚远, 李帅, 黄帅堂, 贾海梁

2019, 41(4):  803-820.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2019.04.001

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冬别列克断裂是一条全新世活动断裂，位于西准噶尔造山带的关键位置，该断裂总长120km，走向NE。晚第四纪以来，冬别列克断裂的持续活动使得断裂沿线各级地貌面发生了明显的左旋位错，在塔城盆地东侧形成线性连续且笔直的陡坎地貌。文中利用高精度无人机和差分GPS对阿合别斗河多级阶地的左旋位错量进行了面状航拍、测量，建立了分辨率高达0.1m的数字地形数据，发现T₅-T₂阶地陡坎的最大左旋位错量依次为30.7m、12.0m和8.7m。通过光释光测年方法得到了各级阶地（T₅-T₁）的年龄，进而得出冬别列克断裂晚更新世以来的左旋滑动速率为0.7~0.94mm/a，结合阶地侧向侵蚀特征，分析认为T₄、T₂阶地的滑动速率更加接近真实值（0.91±0.18）mm/a。结合西准噶尔的其它2条大型走滑断裂（达尔布特断裂和托里断裂）的滑动速率，并对比西准噶尔地区的GPS速率，认为该地区NE向的走滑运动以冬别列克断裂为主，吸收大量剩余变形，同时保持相对较高的左旋滑动速率。

景谷M6.6地震震中区断裂晚第四纪活动

毛泽斌, 常祖峰, 李鉴林, 常昊, 赵晋民, 陈刚

2019, 41(4):  821-836.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2019.04.002

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2014年景谷6.6级地震发生在历史地震活动稀少的景谷地区，该地区的活动构造研究程度薄弱，制约了人们对该区地震危险性的认识，也造成了对发震构造认识的分歧。文中通过遥感影像解译、构造地貌调查及探槽开挖，对震中区永平盆地东缘断裂和益香-赵家村断裂的活动性进行了研究，并得到以下认识：1）近SN向的永平盆地东缘断裂南起于永平盆地东南缘的那丙一带，向N经迁东、田房，终止于田头北，全长约43km，主要表现为右旋走滑的运动性质。那拐探槽揭示出多条断层发育，断裂断错的最新地层为全新世地层，其¹⁴C年龄为（1 197±51）a和（1 900±35）a，充分表明该断裂为全新世活动断裂。2）益香-赵家村断裂是无量山断裂带中规模较大的NE向断层，北端始自景谷盆地东南缘，向SW经过香盐、益香、岔河，至赵家村，全长约60km。在益香村处可见4条同步左旋位错的冲沟，位错量分别为340m、260m、240m和240m，显示该断裂是1条长期活动的左旋走滑断裂。益香探槽揭示该断裂断错了多套全新世地层，被断错地层的¹⁴C年龄分别为（2 296±56）a、（3 009±51）a和（4 924±45）a，另外2套被断错地层的OSL年龄为（1.8±0.1）ka和（8.6±0.5）ka，最新一次地震活动时间在（1.8±0.1）ka BP（OSL-Y01）-（378±48）a BP（CY-07）之间，同样表明为全新世活动断裂。3）据余震分布情况并结合前人成果分析认为，2014年景谷6.6级地震及5.8、5.9级强余震的发震构造为永平盆地东缘断裂，归属于无量山断裂带。其孕震机制为近SN向和NE向断裂交会的楔形区地应力闭锁积累，这与滇西南地区的孕震机制类似。

利用沉积物粒度特征区分不同级地貌面的方法对比——以青衣江流域地貌面为例

刘睿, 姜大伟, 李安, 郭长辉, 张世民

2019, 41(4):  837-855.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2019.04.003

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利用河流地貌面研究构造变形需要区分不同级地貌面，这对于侵蚀、风化严重的地区是比较困难的。为此，文中尝试利用组成地貌面的沉积物特征对其进行区分，并以青衣江流域地貌面为实例，对采集于不同地貌面的29个样本分别采用传统粒度分析、自组织特征映射（SOFM）网络分析及系统聚类分析3种方法进行分类。结果表明：传统粒度分析方法、SOFM网络方法及聚类分析方法都能够区分不同成因的地貌面，同时对于成因相同的不同级河流阶地，能够区分低级阶地（T₁、T₂）和高级阶地（T₃、T₄）。对于低级阶地（T₁、T₂），SOFM网络方法和聚类分析方法能够进行一定的区分，而传统粒度分析方法的效果较差。整体而言，SOFM网络方法操作简单，分类结果清晰直白、误差较小，对于识别不同级地貌面具有更强的适应性。这一研究结果将为区分不同级地貌面提供一种简单、有效的手段。

东天山包尔图断裂带晚第四纪运动性质及形成机制

任光雪, 李传友, 吴传勇, 汪思妤, 张会平, 任治坤, 李新男

2019, 41(4):  856-871.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2019.04.004

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对天山内部大型断裂带晚第四纪以来的运动学特征进行研究是全面认识天山现今构造变形样式的重要途径。包尔图断裂是东天山内部的一条大型断裂，通过遥感影像解译、无人机摄影测量以及野外地质地貌调查对包尔图断裂晚第四纪的运动学特征进行了研究，发现该断裂在晚第四纪为左旋走滑-逆冲的运动性质。包尔图断裂错断了库米什盆地西北缘山前晚更新世以来的冲洪积扇，地貌上主要表现为断层陡坎、地貌面及冲沟的左旋位错。基岩山区一系列跨过该断裂且形成于中更新世的水系发生了系统性的左旋位错，形成了0.93~4.53km的左旋位错量，表明断层长期活动。通过对山前3处典型变形地貌面建立高精度数字模型，精确测量了不同时期冲沟的左旋位移量及陡坎高度，结果表明断裂以左旋走滑为主并兼有逆冲分量；博罗可努-阿齐克库都克断裂（博-阿断裂）、开都河断裂和包尔图断裂所围限的2个次级块体的相对运动是包尔图断裂左旋滑动的主要原因。包尔图断裂以左旋走滑为主兼具逆冲的运动特征不仅对调节天山内部的水平方向变形有重要作用，同时还吸收了一定的SN向缩短变形。

夏垫断裂带古地震事件在断塞塘沉积物中的响应

于晓辉, 沈军, 戴训也, 王昌盛

2019, 41(4):  872-886.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2019.04.005

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文中通过断层坎前崩积楔、断塞塘这类古地震识别标志，分析了夏垫断裂的古地震事件，讨论了古地震形成的断塞塘沉积物的岩性组合与沉积演化规律。以三河-平谷M_S8.0地震地表破裂带作为研究区，以倾滑为主的发震断层形成的断塞塘沉积作为主要研究对象，利用崩积楔、断塞塘沉积识别古地震事件，结合第四纪年代学数据在夏垫断裂潘各庄探槽中识别出自晚更新世25~12ka BP以来的4次古地震事件。通过地表高程测量和钻孔探测确定断塞塘的展布规模和充填序列，利用探槽揭露断塞塘充填的地层序列和岩性组合关系，并基于此分析了古地震事件发生后在发震断裂附近形成的断塞塘沉积垂向上的3个变化阶段。研究表明，断塞塘沉积充填序列自下而上由崩积楔及其形成的冲刷面或不整合面、细碎屑堆积物（含生物碎屑）以及古土壤组成。

2014年云南景谷M_S6.6地震发震断层及其动力学参数

谢张迪, 韩竹军

2019, 41(4):  887-912.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2019.04.006

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2014年10月17日云南景谷发生了M_S6.6地震，震源区构造复杂，震中无明显与已知断层相关的地表破裂，且与普文断裂出露地表的位置存在一定距离。为研究景谷地震发震断层的性质、震源区应力场特征和断层面的几何学参数，文中在精定位的基础上计算了景谷主震和余震序列共46个M_L3.0以上地震的震源机制解，并反演了震源区应力场。依据模拟退火全局搜索和高斯牛顿局部搜索相结合的方法，获取了断层面参数的全局最优解及其误差。初步认为景谷地震的发震构造为一条新生的兼具正断性质的近直立右旋走滑断层，破裂面长约17.2km，未延伸到普文断裂；震源区应力场中的最大水平主压力（P轴）为NNE-SSW向，水平张应力（T轴）为NW-SE向。

四川宜宾地区地震定位及速度结构

张致伟, 龙锋, 王世元, 宫悦, 吴朋, 王辉, 江国茂

2019, 41(4):  913-926.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2019.04.007

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文中基于2008年1月-2015年5月四川、云南区域台网及宜宾地方台网记录的地震观测资料，对四川宜宾的地震密集区开展了地震定位和速度结构反演工作，研究该区域地震活动的三维空间分布和不同深度的速度结构特征。重新定位结果显示，宜宾地区的地震活动具有明显的空间丛集性，主要集中分布在长宁-珙县和珙县-筠连，2个地震密集区均呈现不对称的共轭分布，地震活动在密集区最东段出现相向扩展的现象。长宁-珙县的地震活动区位于长宁背斜核部，在珙县附近存在稀疏段，其东南侧的地震活动频次和强度明显高于西北侧，且震级较大的地震震源深度相对较深，远离珙县的地震震源深度逐渐变浅。P波速度结果显示，地震密集区在10km的优势深度范围内均表现出相对较高的P波速度，尤其在珙县北西侧和筠连以东地区，珙县东南侧的P波速度呈现随深度增大逐渐增加的特征，特别是在深6km处呈现相对较高的波速。这些高速区一般与地下较脆、较强的岩体有关，往往是应力最为集中的区域。地震活动主要发生在高、低速过渡的区域，速度结构的不均匀性可能是控制该区地震分布的因素之一。

桂西北地区近期重力与地壳形变综合分析

文翔, 周斌, 史水平, 覃坚, 李家宁, 何衍, 阎春恒, 罗远鹏

2019, 41(4):  927-943.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2019.04.008

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文中利用桂西北地区2014-2018年流动重力与2015-2017年GPS观测资料，结合区域地质构造环境和区内发生的南丹M_S4.0地震震例，系统分析了区域重力场变化与地壳水平运动的时空分布特征及其机理，进一步研究和探讨了区域重力场变化、地壳水平形变、地质构造和地震活动的相互关系。结果表明：1）2017年7月15日南丹M_S4.0地震发生在重力差异变化四象限中心附近，异常区中心位于木伦-东兰-逻楼断裂、河池-南丹断裂与河池-宜州断裂的交会处。差分尺度重力场动态图像较好地反映了南丹地震前后震中附近的重力变化，是一个局部重力异常、四象限分布特征性异常、重力变化梯度带及零值线拐弯区发震及震后反向恢复变化的系统演化过程。同时，综合南丹地震震源机制解、地震动图和地表调查结果分析认为，南丹地震前与走滑型发震断层效应一致的正、负重力变化四象限分布论证了右旋走滑兼具逆冲运动趋势的存在。2）桂西北地区重力场变化空间分布形态与活动断裂密切相关。累积重力变化等值线走向总体上沿南丹-河池断裂、河池-宜州断裂分布，断裂带两侧重力变化差异较大，且梯度带影响区域较宽。形变场空间分布总体上存在较明显的横向不均匀性，天峨-南丹-环江一带处于重力变化高梯度带、水平形变面压缩过渡带，且位于河池-宜州断裂、河池-南丹断裂与都安-马山断裂交接处附近，受断块差异运动影响的区域及活动断裂交会部位更易于积累应力。3）桂西北地区重力场的几何形态与地壳水平运动空间分布关系密切，证实了区域内存在物质与能量的交换和动力作用，引起活动断层物质变迁和构造变形，在地表产生相应的重力变化。近期，桂西北地区地壳形变异常分析表明：天峨-南丹-环江一带是重力异常变化梯度带，亦是水平形变面压缩过渡带，同时也是莫霍面等深线显著变化地段、M_L3.0地震围空区、异常低b值区。综合分析认为该地区仍存在发生中强地震的危险。

龙门山中段山前彭县隐伏活动断裂三维构造特征

王振南, 鲁人齐, 徐锡伟, 何登发, 蔡明刚, 李英强, 罗佳宏

2019, 41(4):  944-959.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2019.04.009

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彭县隐伏断裂是龙门山中段山前的一条典型活动断裂，其构造特征对认识龙门山构造带向四川盆地生长的方式和过程具有重要的参考价值，但因其被四川盆地晚新生代较厚地层所覆盖，该断裂的构造样式、三维空间展布、形成机制以及发震能力等问题尚不明确。文中利用多条高精度三维地震反射剖面，结合区域地质与钻井资料，对彭县隐伏断裂的几何结构进行综合分析，建立了三维断层模型；同时根据断层相关褶皱与褶皱调节断层原理，对彭县隐伏构造的形成机制进行了探讨。研究结果表明，龙门山山前的浅层构造变形与中下三叠统的滑脱层f₁密切相关。该滑脱层一直向E延伸至四川盆地西部的龙泉山，彭县隐伏背斜为该滑脱层f₁之上的低角度断层转折褶皱，彭县隐伏断裂则发育在彭县隐伏背斜膝折带的前翼，是一条高角度（50°~60°）的逆断裂，走向NE-SW，总长约50km；彭县隐伏断裂与龙门山南段大邑隐伏断裂并不相连，非同一条断裂。彭县隐伏断裂与彭县隐伏背斜褶皱轴的走向一致且断距较小，该断裂的形成与背斜前翼褶皱变形有关，分析认为是一条褶皱调节性断层。文中系统地揭示了彭县隐伏活动断裂的几何学和运动学特征，对进一步分析断层活动性和危险性提供了依据。

基于小波变换和均衡重力异常的断裂识别——以柴达木盆地及周边地区为例

付强, 刘天佑, 马龙, 杨宇山, 颜茂都

2019, 41(4):  960-978.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2019.04.010

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均衡重力异常消除了地壳厚度引起的重力效应，包含着丰富的地质构造信息，利用重磁边界识别方法能够对该异常蕴含的断裂信息进行提取。但是，每种边界识别方法都有其各自的优势和不足。小波分析是近年来发展起来的一种较为有效的边界识别方法，其具有较强的抗噪声能力以及多尺度分解的特征，能够识别和提取更细致的断裂信息。文中建立了包含断裂带及其它类型地质体的综合模型并正演了其重力异常，之后对该异常进行了小波断裂分析，将提取出的边界及断裂信息与实际位置进行对比并评判该方法的应用效果。在此基础上，又将该方法应用到柴达木盆地及周边均衡重力异常的断裂识别中，并将识别出的断裂与区域已知断裂带进行对比。最后，将其分别与小波分析对布格重力异常断裂的识别效果以及另外几种常见方法对均衡重力异常断裂的识别效果进行对比。结果表明，小波多尺度变换结合均衡重力异常是一种较为有效的断裂识别手段。

中国异构地磁数据C-响应估计

张艳辉, 李世文, 翁爱华, 张素琴, 杨悦, 李建平, 唐裕

2019, 41(4):  979-995.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2019.04.011

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中国分布着世界上较为密集的地磁台站，为利用地磁测深获得转换带及下地幔上部高分辨率电性结构奠定了基础，但相应的C-响应计算还需要进行系统研究。文中针对中国地磁数据可能存在的噪声干扰、记录长度长短不一、数据记录间断以及数据观测种类不同（绝对和相对）等异构特点，采用如下技术来提高C-响应曲线的稳定性：1）基于BIRRP软件包获得地磁各分量时间序列的频率响应，使用整体光滑技术来压制数据噪声；2）对于相对观测台站的数据，采用近似估计法对水平分量进行分解，进而估计C-响应；3）讨论非连续数据和短记录数据对C-响应估计的影响；4）对于沿海台站，可使用比值法消除海洋效应对C-响应函数的影响。使用以上技术手段对中国100余个地磁台站的数据进行处理后，最终得到42个台站的稳定C-响应函数，其中周期为1.3~113.7d的响应个数为24个；周期为1.3~42.6d的响应个数为18个。采用文中的技术手段能够很好地处理异构数据，获得更多、更稳定的C-响应函数，为中国高分辨率地磁测深反演研究提供了更为丰富的基础数据。

震后松弛阶段脆-塑性转化带的变形——以红河断裂为例

戴文浩, 周永胜

2019, 41(4):  996-1011.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2019.04.012

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脆-塑性转化带被认为是确定大陆地壳地震深度下限的关键层位。脆-塑性转化带的深度和变形机制除受温度控制外，应变速率和流体压力对其也具有显著影响，而应变速率与流体压力变化通常被认为与地震周期中不同的变形阶段相关。文中对采集自红河断裂的碎裂岩样品开展了显微结构观察与分析。利用偏光显微镜、扫描电镜和能谱仪，系统观测了样品中主要矿物的形态、微观变形特征、矿物组合、矿物水-岩反应、压溶、出溶、裂隙充填与变形特征；利用电子背散射衍射（EBSD）实验数据对样品中主要矿物的组构进行了研究与分析。基于此，研究了震后松弛阶段断层脆-塑性转化带的变形特征。根据红河断裂碎裂岩的变形机制分析，并结合前人研究，将断层脆-塑性转化带在震后松弛阶段的变形特征概括为脆性碎裂与裂隙愈合。高应力和高应变速率导致岩石中长石等高强度矿物继续发生脆性碎裂，石英、云母等低强度的矿物发生塑性变形。在流体作用下，裂隙由石英或方解石充填而被愈合。随着应力逐渐积累，裂隙中石英和方解石等矿物由静态重结晶向动态重结晶转化。随着裂隙愈合和应力积累，断层强度逐渐增加，为下一次地震孕育积累能量。

高温高压下斜长石粉样粒间压溶过程的实验方法及初步结果

张姝, 何昌荣

2019, 41(4):  1012-1026.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2019.04.013

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斜长石在水热条件下（100~600℃）的摩擦滑动实验表现为速度弱化，且实验结果表明其速率直接效应参数（a）和愈合效应参数（b）均随温度的增加而增加。在速率与状态摩擦的本构理论中，速度弱化是摩擦愈合效应比直接效应更强的结果，而速率状态摩擦本构关系中的b在水热条件下主要反映了实际接触面积随时间的增长。由于长石类矿物在600℃以下的接触点微观变形机制以脆性破裂为主，因此在该条件下其明显的摩擦愈合效应只能用压溶机制来解释。为了确定斜长石的压溶过程是否可以在实验室的时间尺度下发生，文中在水热条件下对斜长石粉末样品进行了均匀静压实验研究，由此可避免摩擦滑动实验过程中因颗粒之间接触的持续时间短而无法观察压溶点的问题。实验的温度条件为400℃和500℃，围压为90~150MPa，孔隙压力为30MPa，断层泥厚2mm。实验力学数据表明斜长石断层泥在实验温度和压力范围内均发生了流变过程；实验微观结构显示斜长石颗粒析出现象普遍存在，为斜长石颗粒之间压溶过程的产物，同时也观察到接触点有类似融合的模糊结构，为压溶留下的痕迹。文中的实验结果为斜长石在摩擦滑动中的愈合机制及不稳定滑动与压溶过程关联的理论推断提供了确切的实验证据。

基于强震记录的汶川地震同震形变场及滑动反演

刘晓东, 单新建, 张迎峰, 尹昊, 屈春燕

2019, 41(4):  1027-1041.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2019.04.014

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GNSS连续站分布密度较低，难以满足地震近场位移准实时观测的需求，强震仪加速度记录可作为地表形变观测的重要补充手段。文中利用自动经验基线校正方法分析了汶川M_S8.0地震龙门山断裂带附近的震时强震数据，通过校正处理和2次积分得到了同震位移场分布。将强震仪所得的位移时间序列与高频GPS的结果进行对比分析，发现两者具有较好的一致性。强震仪与GPS计算的同震形变场在位移幅值、方向和总体分布特征方面较为接近。联合使用强震仪、GPS和InSAR数据，基于相同断层模型反演的断层滑动空间展布形态、滑动范围、滑动量、应力降和矩震级等与前人的研究成果均吻合较好。结果表明，强震记录可作为获取地震近场位移序列的有效手段，为研究地表破裂过程和地震参数快速获取提供有价值的基础资料。联合使用多种数据，可提高数据覆盖密度，实现数据优势互补。

基于火山口排列调查法的腾冲地区古地应力场反演

侯正阳, 王成虎, 王璞, 江英豪, 杨汝华

2019, 41(4):  1042-1059.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2019.04.015

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古地应力数据的获取一直以来是构造地质学和地壳动力学领域中的重点和难点问题，研究表明火山岩脉的分布和火山口的线性排列可以较好地反映火山喷发时期的主应力方向。文中以腾冲地区全色高分辨率卫星遥感图像和数字高程模型数据（DEM）为基础，结合前人对该区域地质构造、火山活动的研究成果和地质勘查资料，将火山口排列调查法应用于腾冲地区不同时期的古地应力研究中，分别对腾冲地区新近纪以来各个火山喷发时期的古地应力场进行了反演。反演得到的古地应力场数据显示：早更新世和晚更新世的最大水平主应力方向分别为39°和37°；根据Paulsen可靠度评估体系评估得出2时期地应力反演结果的可靠度等级均为B级。利用火山口排列调查法反演所得的地应力方向与通过震源机制解和非弹性应变恢复等方法得到的现今区域地应力场方向基本一致，与腾冲地区新近纪以来构造历史反映的地应力变化状况相吻合。研究结果表明，火山口反演调查法是一种有效的古地应力反演方法，此方法在腾冲火山地区古地应力反演中的应用对中国其它火山地区古地应力场研究具有重要的借鉴意义。

2017年8月9日精河M_S6.6地震前乌苏泥火山群流体地球化学变化特征

朱成英, 周晓成, 麻荣, 闫玮, 梁卉, 张涛, 高小其, 颜玉聪

2019, 41(4):  1060-1075.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2019.04.016

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乌苏泥火山群位于北天山构造带，由于其处于构造活跃部位，且与地下的连通性较好，其活跃程度与地震活动存在明显的相关性。通过分析乌苏泥火山群历时超过7a的实时宏观监测资料和超过3a的地球化学监测资料，认为在距乌苏泥火山群300km范围内M_S5.0及以上的地震震例中，2011年8月以来的13次地震中有9次地震前泥火山喷涌量的宏观监测数据出现明显的增大异常；2015年7月以来的6次地震中有3次地震前泥火山的地球化学微观监测数据出现明显的异常变化；异常出现的时间点至发震的间隔以中期（6~12个月）为主。2017年8月9日精河M_S6.6地震前，乌苏泥火山群剧烈喷涌，化学组分呈明显的高值异常。艾其沟1号和白杨沟1号泥火山在2017年1月的喷涌量显著增大，艾其沟2号泥火山在震前1个月出现由休眠到活跃、泥浆喷涌量逐渐增大的现象。艾其沟1号泥火山的F^-、SO₄^2-，白杨沟（1号及2号）泥火山的F^-、CO₃^2-、SO₄^2-、Rn（气）、CH₄、Ar和N₂在震前均出现明显的高值变化；F^-、CO₃^2-、SO₄^2-、Ar和N₂表现为短期异常，CH₄、Rn（气）表现为中期异常。Giggenbach三角图（Na-K-Mg）显示：白杨沟泥火山的水-岩反应较弱，受外界干扰小；艾其沟泥火山水-岩反应仍在进行，且受到了一定的外界干扰，因此白杨沟泥火山化学组分的地震前兆异常比艾其沟泥火山更明显。利用阳离子（Na-K、K-Mg和Na-K-Ca）地温计估算研究区的热储温度，得到乌苏泥火山群的热储温度约70℃，循环深度约3km。在地震孕育的过程中，受挤压应力（由震源机制判断）作用的影响或地震孕育伴随的区域构造应力集中，导致泥浆携带深部化学组分喷发至地表；孕震区或附近的岩层发生形变，液体循环深度增加，同时加快水-岩反应的速率，使得部分离子组分的浓度增加，挤压作用使大量泥浆携带地球化学组分喷发至地表。因此，在地震前泥火山的喷涌量和部分化学组分表现出明显的异常。