据中国地震台网测定，2018-08-13 01:44、08-14 03:50云南省玉溪市通海县(24.19°N，102.71°E)先后发生两次5.0级地震，震中位于通海县四街镇境内。两次地震发生在同一位置上，震中距南面北西走向的曲江断裂约18 km，距北面北西走向的玉江断裂约8 km，距北东走向的明星二街断裂约4 km。从地理位置看，两次5.0级地震震中更靠近北东走向的明星二街断裂。地震余震序列主要呈北东走向分布，经分析认为，两次5.0级地震与北东走向的明星二街断裂相关。地震灾区最高烈度为Ⅵ度，宏观震中位于通海县四街镇的四街至四寨一带，等震线呈椭圆形，长轴方向总体近南北走向，Ⅵ度区总面积约650 km²。

地震孕育、发生及震后趋势调整过程通常会伴随着较为丰富的地壳形变信息，通过对地壳形变时空动态过程进行分析来获取地震过程的动力学机制是地震研究的重点内容之一。GNSS作为先进的测量手段，能全天候捕捉大地形变信息，在地壳活动性分析、地球动力学研究及地震预测预报领域正发挥着重要的作用。而中国大陆构造环境监测网络、省政府十项重点工程、川滇国家地震预报实验场等项目的推进，为获取高精度、高时空分辨率的GNSS数据奠定了基础。

本文基于2018-01以来云南及邻近区域采用GAMIT/GLOBK软件处理获得的高精度、高时空分辨率的GNSS连续观测站资料，对通海两次5.0级地震前的应变特征和震后变化情况进行分析。

1 GNSS数据处理

选取21°~29°N、97°~107°E区域所有的GNSS连续观测站数据进行分析，此范围内共包含57个站点，站点分布如图 1所示。通过GAMIT/GLOBK软件进行数据处理，处理的结果有无约束平差产出的基线和约束平差产出的点位移两类^[1]，经统计，所有测站的观测点位坐标精度均优于3 mm。为了能够获取比较稳定、均匀的应力应变场图像，在获取各个测点点位移时间序列的基础上，引入克里金插值方法对位移场进行格网化^[2]，基于位移场与应力应变的关系^[3]，通过格网化的位移场按每个格网与相邻格网组网的方式求取区域应变场^[1-2]。

在二维空间中，假设某个测点的位移为(u，v)，其应变状态分量为ε_x(表示东西向伸张与压缩的正应变)、ε_y(表示南北向伸张与压缩的正应变)、γ_xy(表示东西与南北方向的剪应变)^[4]，则与其无限接近的一个点的位移分量可表示为^[5-6]：

$ \left\{\begin{array}{l} {u^{\prime}=u+\varepsilon_{x} d_{x}+\varepsilon_{x_{y}} d_{y}-\omega d_{y}} \\ {v^{\prime}=v+\varepsilon_{x y} d_{x}+\varepsilon_{y} d_{y}+\omega d_{x}} \end{array}\right. $

(1)

式(1)等号两边同时除以两点间距离，可转变为线应变与方位角之间的关系：

$ \left\{\begin{array}{l} {\frac{\Delta u}{d}=\varepsilon_{x} \cos \alpha+\varepsilon_{x y} \sin \alpha-\omega \sin \alpha} \\ {\frac{\Delta v}{d}=\varepsilon_{x y} \cos \alpha+\varepsilon_{y} \sin \alpha+\omega \cos \alpha} \end{array}\right. $

(2)

式中，$，d_x、d_y为两点间距离分量的变化量，ω为旋转量，α为两点间的坐标方位角。每个格网点通过式(2)联立与其他各个相邻格网点的方程组，便可通过最小二乘法求解得到其应变状态分量ε_x、ε_y、γ_xy。进一步可以计算其他的应变参数，包括最大剪应变、面应变(面膨胀)等参数^{[2, 4]}。应变率张量是用来反映纯变形的参数，能够全面表达变形的不同性质和强度^[7]，多个应变率参数实际上就是对不同变形信息的一种客观分离^[4]。在9个应变参数中，面应变(面膨胀)参数能直接反映各个格网受到的挤压和拉张强弱程度，反映该区域的应变积累状态^{[2, 4]}，因此，选取面应变参数作为分析地震危险性的主要指标。

2 数据分析与讨论 2.1 区域应力场震前异常特征分析

以2018-01-01为起始时间，计算不同时间节点的面应变累计变化值，绘制面应变动态变化图像，如图 2(蓝色是挤压变形区，红色是拉张变形区^[8]，蓝色细线为活动断裂)所示。

由图 2(a)可见，2018-01-01~04-19云南地区应变积累并不突出，整体呈现拉张趋势，拉张变形主要集中在中甸、昆明、马边、澜沧及附近区域。在勐腊一带存在较为明显的挤压应变积累现象，经异常核实发现，该区域挤压变形是由勐腊站点断数引起的，因此该区域挤压变形特征并不可靠。

结合图 2(a)、2(b)发现，短期内应变场变化情况较为显著，滇南、滇西南应变场异常相对突出，短期内腾冲-施甸一带、滇东北的大寨-会泽一带、滇南-滇西南的墨江-马街一带出现挤压趋势，在新平和耿马附近区域出现快速张性活动区。异常区主要集中在新平测点周边。经过基线扫描，并对异常基线进行分析(图 3)发现，从2018-04开始，昆明-新平、新平-通海基线存在背离长趋势的快速拉张现象，新平-临沧基线存在快速挤压趋势。通过分析发现，以上异常特征主要是受新平站点异常变化的影响。2018-05-31相关工作人员对该站点进行实地异常核实发现，该站点位稳定，无明显干扰，确定为形变异常。

对比图 2(b)、2(c)、2(d)可见，2018-05-27~07-27云南整体区域应变积累存在显著增强的趋势，滇西南耿马-澜沧一带的拉张特性逐渐减弱，取而代之的是在景东-思茅一带快速形成强挤压，易门-塔甸-石屏一带出现同步快速拉张趋势，其间在双柏-新平-墨江一带形成高梯度挤压与拉张的过渡区域，并在7月底最明显。滇东北宁南-会泽一带也存在短期压性活动增强现象。经过基线扫描发现，新平附近的塔甸、双柏、新平3个站点出现异常，其中新平站点异常特征最为显著。结合昆明-新平、新平-临沧、新平-通海3条基线(图 3)可以发现，新平站点的异常特征在06-11左右开始恢复，07-04左右出现反向恢复趋势，并在07-21左右再次快速恢复。

结合图 2(d)、2(e)、2(f)及图 3可见，2018-07-27~08-13通海5.0级地震发生前，以新平站点为代表的区域出现背离长时间应变积累背景的反向调整过程。易门-塔甸-石屏一带的拉张变形和景东-思茅一带的挤压变形逐渐减弱。滇西南地区的临沧-耿马-澜沧一带和滇东、滇东南的曲靖-弥勒-蒙自-金平一带的挤压应变存在逐渐增强的趋势，08-09~08-15通海附近的曲靖-弥勒一带的挤压变形逐渐明显。结合图 3(a)、3(c)的昆明-新平、新平-通海变化情况可见，昆明-通海-石屏一带同期处于长时间拉张异常后的反向挤压恢复过程，在此过程中先后发生两次通海5.0级地震。由此可以推断，两次通海5.0级地震是邻近区域应变场长时间异常后快速恢复过程中应力释放的结果。

2.2 震后趋势变化

由图 2(f)、2(g)、2(h)可知，两次通海5.0级地震发生后，2018-08-15~09-04短期内以腾冲为代表的小滇西地区、大寨-会泽等滇东北地区挤压应变积累出现明显的减弱趋势，滇南地区的勐海-勐腊区域存在压性增强现象。通过基线扫描发现，08-20左右新平站点的异常已基本恢复。目前滇西南地区的临沧-耿马、思茅-耿马和瑞丽-耿马基线的异常相对明显(图 4)。分析3条基线变化情况发现，异常变化与耿马站点有关，且存在一定的年变成分。耿马附近的异常情况有待进一步跟踪分析。

2.3 分析讨论

GNSS基准站因具备全天候连续观测的能力，能够实时捕捉区域地壳形变特征。从2018-04开始，云南整体区域应变积累存在显著增强的趋势，新平站点因对应变过程最为敏感而出现异常，在新平附近区域存在快速拉张趋势。随着挤压应变区域的不断扩大，景东-墨江一带快速形成挤压，并在双柏-新平-墨江一带形成高梯度挤压与拉张过渡的条带，7月底达到最大。从8月开始，区域应力场出现快速调整，新平站点捕获到的异常特征开始恢复，易门-塔甸-石屏一带的拉张和景东-思茅一带的挤压变形逐渐减弱，通海附近弥勒-蒙自一带的挤压变形开始增强。在应变调整过程中，先后在通海发生两次5.0级地震。纵观整个过程，首先存在应变积累的背景，其次震前短期内区域应力场出现了调整^[8]，通海2次5.0级地震就是在这样的背景下发生的。

3 结语

本文利用2018-01以来云南及邻近区域GNSS连续观测站资料，采用克里金插值方法求取高精度、高时空分辨率的面应变信息，结合基线资料对通海两次5.0级地震前的应变特征和震后的变化情况进行分析。结果表明：1)通海5.0级地震前，云南整体区域应变积累存在显著增强的背景，并在震前短期内区域应变场出现了调整，通海地震是邻近区域应力场长时间异常后快速恢复过程中应力释放的结果；2)通海地震发生后，短期内以腾冲为代表的小滇西地区、大寨-会泽等滇东北地区挤压应变积累出现明显的减弱趋势，滇南地区的勐海-勐腊区域存在压性增强现象。

致谢: 感谢云南省地震局形变测量中心提供GNSS数据及数据分析软件。