红河断裂带是印支地块与扬子地块之间的边界断裂带，同时也是川滇块体的西南边界，总体呈NW走向，西北端始于中国云南洱源，往南东向进入越南直至南海，全长约1 000 km，在中国的云南省境内长约600 km^[1-2]。作为一条大型走滑断裂带，红河断裂带在研究中国大陆尤其是青藏高原东南部大陆动力学方面发挥着非常重要的作用^[3]。新构造时期以来，该断裂带先为左旋走滑运动，后转变为右旋走滑运动^[4]。学者们围绕其地质构造、地壳运动、地震活动等特征开展了大量研究^[5-8]。参考前人研究结果，同时也根据红河断裂带本身的构造特征，本文将要研究的境内红河断裂带分为北段(洱源-弥渡一带)、中段(弥渡-个旧一带)、南段(个旧-河口一带)。红河断裂带各段落的地震活动性存在明显的不均匀性，在弥渡及其以北的段落地震频发，据记载，该段曾发生6级以上地震9次，其中7级以上地震2次，分别为1652年弥渡7级地震和1925年大理7级地震；而中段和南段尚未有强震和大地震的记载^[9]。对于红河断裂带不同段落地震活动的差异性，学者们有不同的看法。Replumaz等^[10]认为，红河断裂带的中段和南段地震弱活动状态仅是暂时的，未来仍有可能发生大震。邓启东等^[11]认为，中南段已无孕育强震的条件。徐锡伟等^[12]最近提出高震级地震(沿发震活动断层产生地震地表破裂带且震级M≥7.0)的概念，并根据地震地质学相关标志，结合已有活动断层的定量参数、高震级地震分布情况和最近1次古地震离逝率等认为，红河断裂带中南段(南涧南-元阳一带)为潜在的高震级发震断层(图 1)。综合构造规模、断层活动性与地震活动强度等方面认为，红河断裂带区域地质背景复杂、构造活动强烈。本文选择红河断裂带为研究对象，基于现有GPS形变资料，采用反演方法探讨断裂带不同段落的闭锁程度和地震危险性。

大地形变测量在捕捉地震前兆异常、预测地震危险性方面起着非常重要的作用^[13]。借助已有形变资料，如GPS、大面积水准等大地测量形变资料来反演震间断层闭锁程度和滑动位移亏损情况已成为研究现今断层运动与孕震能力的一个重要方法^[14-16]。本文基于2009~2015年中国大陆GPS速度形变场资料，采用DEFNODE反演程序^[17]计算红河断裂带的断层闭锁程度和滑动亏损速率，分析该断裂带不同段落的活动性，为该地区中长期地震危险性研究提供一定的参考。

1 红河断裂带现今闭锁程度与滑动亏损结果分析

本文主要使用中国地壳运动观测网络和中国大陆构造环境监测网络项目在研究区观测的GPS连续站和流动站数据。流动站点共观测了2009年、2011年、2013年、2015年4期，每期观测采用30 s采样间隔，连续观测4 d，每天24 h。数据采集使用双差模式，利用GAMIT/GLOBK软件进行处理。首先由GAMIT获得GPS台站位置参数及其方差-协方差矩阵的单日松弛解。数据处理中考虑并消除了电离层、对流层、海洋潮汐、大气潮汐对台站的影响。单日解中包括测站坐标、极移、卫星轨道和对流层天顶延迟等参数的初值及方差-协方差矩阵。然后用GLOBK将区域站和全球ITRF站的所有单日松弛解组合在一起，估算出区域站在ITRF2008参考框架下的速率及误差。反演前剔除方向、大小明显偏离区域运动背景的GPS测站，其中流动GPS测站水平方向平均误差小于1 mm/a，连续GPS测站水平向平均误差小于0.5 mm/a。

参考前人的块体划分方案，将川滇菱形地块以丽江-小金河为界划分为滇西北地块和滇中地块，将滇西南地块以南汀河断裂带为界划分为滇西地块和滇南地块^[18-19]。以红河断裂带为中心，研究区域包括滇中地块、滇西地块、滇南地块、华南地块(图 2)。GPS速度场资料方面，使用2009~2015年225个GPS测点进行反演计算。根据刘耀辉^[20]的研究结果，断层倾角均设为75°；沿红河断裂带走向共有7条等深线，深度依次为0.1 km、5 km、10 km、15 km、20 km、25 km、30 km；断裂带每条等深线上有22个节点，具体划分情况见图 2和图 3(a)，其中南段两盘为华南地块与滇南地块，中段两盘为川滇地块和滇南地块，北段两盘为川滇地块和滇西地块。通过多次反演计算，GPS水平速度场数据误差权重因子f取11.0，χ_n²= 1.022 4，得到红河断裂带周边区域GPS速度场及其模拟结果见图 2，断裂带闭锁程度的空间变化分布结果见图 3。从图 2可以看出，2009~2015年GPS水平观测值与模型值拟合结果较好。图 3(b)显示，红河断裂带北段南端的闭锁深度在25 km左右，闭锁比例达0.99；北段其他位置的闭锁深度在5 km左右，随着深度增加，闭锁程度明显变弱，在6~10 km转变为蠕滑状态。红河断裂带的中段较长，这里讨论时将中段分为北部和南部，中段北部整体处于强闭锁状态，闭锁深度约为25 km，闭锁比例达0.99，在25~30 km深度，断层的闭锁比例逐渐过渡到0.26；往南至红河断裂带中段的南部，断层30 km深度内基本无强闭锁状态；红河断裂南段与红河断裂中段的南部同样在30 km深度内无强闭锁状态。可见，红河断裂带中段的闭锁比例最高，北段次之，南段最低。整体上看，红河断裂带北段和南段同一深度的闭锁程度较中段要弱很多，基本在5 km左右深度内断裂由闭锁状态完全转化为蠕滑状态。

断层的闭锁程度在一定程度上反映断层在相应时间内应变积累的状况，闭锁程度越强，说明其产生应变积累的能力越强；反之，越不容易产生应变积累。而断层滑动亏损速率则是用来表示断层应变积累的速度大小，其大小用断层长期滑动速率与表示断层闭锁程度的系数相乘得到。图 3(c)为计算出的红河断裂带滑动亏损速率结果。可以看出，断层的滑动亏损速率与闭锁程度相关性极高，红河断裂带北段的北端在深度0~5 km滑动亏损速率最大，为7.2 mm/a，而随着深度增加，滑动亏损速率逐渐降低，在6~10 km逐渐过渡为蠕滑状态；往南至北段的南部，从地表至20 km深度处，断层的滑动亏损速率基本在6.6 mm/a左右。往南到红河断裂带中段的中北部，断层从地表至26 km深度存在大面积的量值约6.2 mm/a的滑动亏损速率；26 km深度往下亏损速率逐渐降为2.0 mm/a。再往南至红河断裂中段中南部，断层在0~4 km深度处的滑动亏损速率较中北部要小得多，4 km深度往下转变为蠕滑状态。红河断裂南段滑动亏损速率逐渐降低到接近0 mm/a，基本无滑动亏损积累。根据上述结果分析，断层的中段北部可能为地震危险段，而南段则基本处于蠕滑状态，相对危险性最低。

2 小震重新定位分布结果分析

地震的发生与断层活动密切相关，而在震间期，断层能量释放基本以小震(M_L＜5.5)活动为主，利用地震尤其是小震精定位结果来研究震间期活动断层是最直接的方法^[21]。为研究红河断裂带的小震活动性，收集中国地震局地球物理研究所房立华研究员提供的1970~2012年的小震精定位目录，对研究区相应时间段的小震活动进行分析。主要选取断裂两侧20 km内震级在1.0级以上、深度在1 km以下的地震进行分析，同时为进一步了解红河断裂带上小震分布的空间特征，同样将红河断裂分为北段、中段、南段，具体范围见图 4中黑色虚线框。

从红河断裂带的小震分布平面图(图 4)可知，小震分布与断裂走向的展布具有较好的一致性，但在红河断裂带不同段落的活动性是完全不同的，在北段洱源县-弥渡县小震分布最为密集，中段墨江哈尼族自治县-南段屏边苗族自治县次之，其他段落小震分布较少。

为进一步分析小震活动的空间情况，分别针对断裂北段、中段、南段选取沿断裂两侧20 km内震级在1.0以上、深度在1 km以下的地震，绘制其震源深度剖面图(图 5)。可以看出，小震在断裂北段、中段和南段的活动性并不均匀，在红河断裂带北段(洱源县-弥渡县)小震活动最为密集，深度主要在25 km以内，25 km以下小震很少；弥渡县-红河断裂带中段南涧彝族自治县以北地震活动也较为密集；红河断裂中段南部的墨江哈尼族自治县往南至红河断裂南段的屏边苗族自治县一带的小震分布也稍多，深度主要集中在3~22 km；南涧彝族自治县往南至墨江哈尼族自治县一带存在明显的小震活动空区。

通过对红河断裂带不同段落小震分布情况的研究可知，断裂北段、中段和南段的小震活动性各不相同，小震的分布与断层息息相关。总体来看，北段的小震活动性最强，断层应力释放最为集中；中段南部-南段次之；中段北部小震活动稀少，可能意味着断层主要处于应力积累的状态。

3 讨论与结论

1) 本文基于2009~2015年中国大陆GPS速度形变场资料，采用DEFNODE反演程序计算分析红河断裂带的运动特征和不同段落的活动性。计算结果与刘耀辉等^[20]根据1999~2013年GPS资料反演的结果不尽一致，究其原因，一方面是因为两者选取的GPS资料时间不同，而在2008年发生过汶川8.0级地震，不能排除红河断裂带受到该地震影响；另一方面，同一种GPS速度场资料因其解算处理过程不同也会出现微小差异，且断层模型的不同也会导致计算结果出现差异。本文闭锁程度结果中，红河断裂带中段在20~30 km范围出现变化的原因与断层模型块体的划分及约束条件的设置等有关。

2) 地震实际上是在区域构造应力作用下，应变在活动断裂带上不断积累并达到极限状态后突发失稳破裂的结果^[22-23]。而断层闭锁程度越强，就越容易产生应变积累，当能量积累到一定程度，则需要通过蠕滑运动或地震来进行释放。通过对比红河断裂带的地震分布图和断层闭锁分布图(图 4，图 5)发现，二者在沿断层走向和倾向均存在一定程度的相关性。首先，在断层走向方向，基本上呈现断层闭锁程度越高小震活动性越弱，断层闭锁程度越低小震活动性越强。其次，在断层同一段落不同深度上也表现出相同的特征。具体如下：①沿红河断裂带断层走向方向，闭锁程度在断层中段北部最强，其余段落均较弱。而从地震活动性来看，断层中段北部小震活动也最为稀疏，甚至出现空段，表明中段北部释放能量很少，整体呈现明显的能量集中状态，这与该段闭锁程度很强的特点一致。另外，红河断裂带中段南部和南段的小震活动明显较北段的小震活动稀疏，但其闭锁程度却非常弱，可能与红河断裂带南段本身能量积累较慢有关。根据前人对红河断裂带的研究结果，红河断裂带自第四纪以来断层的活动水平有自北向南减弱的趋势^[9]；且李西等^[2]认为，红河断裂带中段南部-南段的地震复发周期相对长，这表明红河断裂带中段南部-南段的能量积累相对较慢。而在红河断裂带北段弥渡县附近，小震活动比较密集，但其闭锁程度也较高，可能因为该处断裂能量积累速度过快，而小震的发生不足以释放其积累的能量。②沿红河断裂带断层倾向方面，即在断层同一段落不同深度处，闭锁程度与地震活动性也具有类似的特点。如在红河断裂带北段，0~5 km深度处闭锁程度相对较高，小震活动性较弱；5~20 km深度范围内闭锁程度大大减弱，小震活动性也最强。在红河断裂带中段南部-南段，小震活动的相对密集深度也主要集中在5~22 km处，5 km以上较为稀疏，相应的闭锁程度也相对较高，而在5 km深度以下闭锁程度很弱。

3) 2009~2015年GPS水平观测值与模型值的剖面拟合结果较好，反演计算结果也揭示红河断裂的中段北部(南涧县-墨江哈尼族自治县)段落闭锁程度很高，断层的滑动亏损速率也相对较大，认为该段落具有发生较大地震的危险性，而红河断裂北段(洱源县-弥渡县)和中段南部-南段(墨江哈尼族自治县-河口瑶族自治县)闭锁程度较弱，尤其是南段，闭锁程度要弱得多，基本都在2~5 km左右深度处断裂由闭锁状态转化为蠕滑状态，断层的滑动亏损速率也相应很小，该段发生较大地震的可能性较小。

4) 根据历史地震记载及有关学者的研究发现，红河断裂带中段至南段存在全新世活动的地质迹象，红河断裂带中段嘎洒附近发生过地表破裂型古地震事件^[2]，该段在历史上无强震记录，这或许说明该段至少为历史地震破裂空段^[22]。结合本文根据大地测量手段反演计算出的红河断裂带现今闭锁程度结果及小震活动情况认为，红河断裂带中段(南涧县-墨江哈尼族自治县)存在一定的中强地震危险性。这与徐锡伟等^[24]根据红河断裂带的已有研究资料总结分析的结果基本一致，但在对墨江哈尼族自治县-个旧段的地震危险性认识上有所不同，这是因为本文主要基于大地测量手段来研究断裂的地震危险性，而徐锡伟等主要是通过地震地质学标志进行总结得出的结果。本文在一定程度上是对徐锡伟等结果的补充。

致谢: 感谢房立华研究员提供小震精定位目录。