根据中国地震台网测定，北京时间2018年9月8日10时31分，在云南省普洱市墨江县发生M_S5.9地震，震中位置为23.28°N，101.53°E，震源深度为11 km(http://news.ceic.ac.cn/CC20180908103129.html).通过研究震源及其邻区的构造应力场情况不仅可以探求岩石圈层的应力规律和特征，还在地球动力学研究中起着重要作用(Wan，2010).反演构造应力场的方法有很多种，通过震源机制解资料(Gephart and Forsyth, 1984；Michael，1987；Hardebeck and Michael, 2006；Wan et al., 2016)、P波极性资料(许忠淮等，1983；万永革等，2011)、断层滑动资料(Angelier，1979；Etchecopar et al., 1981；许忠淮和戈澍谟，1984；Michael，1984；万永革，2015)等方法可以求解构造应力场.地震往往发生在地球深部，震源机制解携带了大量的地球内部信息，因而基于震源机制解求解应力场是研究地球内部动力的主要方法之一(Christova and Scholz, 2003；Christova，2004；Wada et al., 2010；Meighan et al., 2013；Kumar et al., 2016).

云南地区的地震活动频繁、构造运动强烈，是研究我国西南地区发震孕震环境的理想场所(唐红涛等，2018).前人做过不少研究，阚荣举等(1977)通过研究西南地区的震源机制解和地震破裂带，发现川滇菱形块体以西的青藏高原及其边缘地区受到NE、NNE向压应力的控制；许忠淮等(1987)利用小震的P波初动数据推断应力轴方向，得到云南地区P、T轴倾角较小并且滇西地区的主压应力轴方位近南北向的结论；Xu等(2016)利用阻尼线性反演应力场的方法对川滇地区进行了震源机制解研究，分析得出青藏高原东南缘的构造应力场压轴和张轴整体上呈扇形展布，震源机制解主要以走滑为主，主压应力轴方向由云南省中部的NW-SE转向到印支块体的NE-SW向，主张应力轴由印支块体的NW-SE转向到四川盆地的NE-SW向，σ₁(压轴)和σ₃(张轴)自西向东都有一定的旋转趋势的结论.但他们的研究没有结合应力场的R值分布进行详细探讨，而R值有可能预示着块体间的相互作用和应力场过渡的一些重要信息，在构造应力场研究中具有特殊的作用(万永革等，2011).因而，本研究拟利用能获得的前人以及全球矩心矩张量目录中所给出的震源机制资料，对墨江地震及邻区进行精细的构造应力场反演，从而得到详细的应力场特征分布并探讨R值分布对地球动力学的预示意义.为得到墨江地震震源区的发震情况，本研究然后利用反演得到的应力张量模拟墨江地震震源区的震源机制解的可能表现，进一步确定墨江地震的发震节面，以期为后续地震的危险性分析和地震动力学研究提供基础性资料.

云南省位于我国西南地区，北邻青藏高原东南缘，位于欧亚大陆与冈瓦纳大陆的碰撞汇聚地带上，地震活动频繁(许志琴等，2016；吴中海等，2015).此次墨江地震发生在云南省中南部，其周边断裂发育丰富，发生的中小震较多，台站分布也较为密集，这为本文的研究提供了详尽的数据资料.本文研究区域的范围为东经98°—104°，北纬22°—26°(图 1)，自西向东横跨缅泰、印支、扬子和南华4个次级亚板块，包括了云南省中南部大部分区域，属于中国—东南亚次级板块的中西部区(申重阳等，2002；苏有锦等，1999).印度板块在喜马拉雅山地区与青藏高原发生强烈碰撞，导致地壳物质沿青藏高原东南缘向东南方向逃逸，并在逃逸过程中受到四川盆地阻挡而发生顺时针旋转(臧绍先和郑斯华，1992；曾融生和孙卫国，1992；曾融生等，2000).青藏高原SE向挤压、缅甸弧岩石圈NE向的深部俯冲以及四川盆地的阻挡同时作用于川滇地块，导致川滇地区地形起伏大，地质构造复杂，强震活动剧烈，同时形成了三江地区的多条大型走滑断层并孕育了位于俯冲板片上的腾冲地震带(杨文采等，2015；薛明等，2017).

图 1

Fig. 1

图 1 墨江及其邻区的地质构造及震源机制解分布图 内插图显示了研究区域所在的大区域背景.黑色震源机制解表示走滑型地震；红色震源机制解表示逆断型地震；蓝色震源机制解表示正断型地震；绿色震源机制解表示未定型地震(除以上三种以外类型的地震)；黄色震源机制解表示墨江地震的震源机制解；震源机制解球的大小表示震级大小(墨江地震震源机制解除外). Fig. 1 Geological structure and focal mechanism solution of the Mojiang earthquake and its adjacent area The inset figure shows the background of the large area in which the study area is located. The focal mechanisms with black filled in compressive quadrants represent strike-slip earthquakes; the focal mechanisms with red filled in compressive quadrants represent thrust earthquakes; the focal mechanism with blue filled in compressive quadrants represent normal fault earthquakes; the focal mechanisms with green filled in compressive quadrants represent undefined earthquakes (except for the above three types). The focal mechanism with yellow filled in compressive quadrants represents the focal mechanism solution of the Mojiang earthquake. The size of focal mechanism beachball is proportional to its magnitude (except the Mojinag earthquake focal mechanism).

本研究采用了全球矩心矩张量目录及Xu等(2016)收集到的22°N—26°N，98°E—104°E区域内，震级范围为2＜M_W＜7的177组震源机制解数据进行应力场反演(图 1).本研究参照世界通用的应力图划分标准(表 1)(Zoback and Healy, 1992)，根据震源机制解P、B、T轴的倾伏角大小将震源机制解分为正断(NF)、正走滑(NS)、走滑(SS)、逆冲(TF)、逆走滑(TS)和不确定(U)六种类型.根据上述震源机制解分类标准，图 1中绿色填充的膨胀区表示未定型，黑色填充的膨胀区表示走滑型，红色填充的膨胀区表示逆断型和逆走滑型(统称为逆断型)，蓝色填充的膨胀区表示正断型和正走滑型(统称为正断型).经统计发现，研究区域内的走滑型地震震源机制解占比最大，约占所有震源机制解的57%；其次为正断型地震震源机制解，约占所有地震震源机制解的24%；逆冲型地震震源机制解和未定型地震震源机制解分别约占所有地震震源机制的9%和10%.

表 1 (Table 1)

表 1 震源机制解分类表(Zoback and Healy, 1992) Table 1 Classification table of focal mechanism solutions(Zoback and Healy, 1992) 类型 P轴倾伏角 B轴倾伏角 T轴倾伏角 正断型(NF) ≥52° ≤35° 正走滑型(NS) 40°≤倾伏角≤52° ≤20° 走滑型(SS) ≤20° ≥45° ＜40° ＜40° ≥45° ≤20° 逆走滑型(TS) ≤20° 40°≤倾伏角≤52° 逆断型(TF) ≤35° ≥52° 不确定型(U) 上述类型之外的震源机制解

表 1 震源机制解分类表(Zoback and Healy, 1992) Table 1 Classification table of focal mechanism solutions(Zoback and Healy, 1992)

墨江地震发生后不久，地震监测人发布了《2018年09月08日云南墨江5.9级地震图集》，与此同时ISC(http://www.isc.ac.uk/)、GCMT(https://www.globalcmt.org/)、USGS(https://earthquake.usgs.gov/contactus/golden/neic.php)等研究机构分别发布了此次墨江地震的震源机制解，本研究通过收集整理各个研究机构和个人作者所给出的震源机制解数据制成表 2.由此可见，前人确定的震源机制结果具有一定的离散度(万永革等，2001).为确定一个较为可靠的震源机制解参数加入到反演应力场的数据中，本研究采用万永革(2019)提出的利用同一地震的多个震源机制解确定其中心解的方法，使得中心震源机制解与各个机构和作者给出的震源机制解差的平方最小.计算结果表明，以不同机构给出的震源机制作为初始解，得到的中心震源机制解的差别均很小，并且标准差精确到小数点后4位，这说明该解法对于不同初始解是稳定的(表 2).本研究将中国地震局地球物理研究所的震源机制解作为初始解，得到的三维空间旋转角的标准差最小.以此(节面Ⅰ的走向为216.32°，倾角为86.91°，滑动角为0.27°，节面Ⅱ的走向为126.30°，倾角为89.74°，滑动角为176.91°)作为最终结果，得到压轴走向171.35°，倾伏角2.00°, 不确定范围分别为152.35°~189.35°和-11.23°~15.37°；张轴的走向81.27°，倾伏角2.37°, 不确定范围分别为62.27°~99.27°和-10.88°~15.06°；中间轴的走向301.40°，倾伏角86.90°, 不确定范围分别为127.30°~386.26°和83.80°~105.89°.由该解法得到的中心震源机制解与各个机构和作者测定震源机制解的最小空间旋转角见表 2，并且将最终得到的中心震源机制及其不确定性绘于图 2，可以得到墨江地震震源机制解与中心解的最小空间旋转角的最大值为29.30°，最小值为8.81°，最小三维空间旋转角的标准差为19.0°.

图 2

Fig. 2

图 2 墨江地震的中心震源机制解(a)及空间三维辐射花样(b) (a)中的黑色弧线表示中心震源机制解的两个节面，绿色弧线覆盖区域为其不确定范围；红色、蓝色和黄色的点表示中心震源机制解的P轴、T轴和B轴，绿色、黑色和蓝绿色的点表示各个机构得到的震源机制解P轴、T轴和B轴；紫色弧线表示各个机构和作者得到的震源机制节面；(b)中的压缩区域和膨胀区域分别用蓝色和红色表示. Fig. 2 Central focal mechanism of the Mojiang earthquake (a), and its 3-D radiation pattern (b) In (a), black curves indicate two nodal planes of central focal mechanism, and area of covered by green curves indicates its uncertain range. The red, blue and yellow dots show P, T and B axes of central focal mechanism solutions. The green, black and cyan dots show P, T and B axes given by different authors or organizations. The purple curves indicate nodal planes of focal mechanisms from different authors or organizations. In (b), the red and blue color indicates extensive and compressive areas, respectively.

表 2 (Table 2)

表 2 不同机构给出的墨江地震震源机制解及得到的中心震源机制解的标准差 Table 2 The focal mechanism solutions of the Mojiang earthquake and the standard deviation of the central focal mechanism solution obtained by different agencies 序号 震源机制解走向/(°)， 倾角/(°)，滑动角/(°) 作者 作为初始解得到 标准差S/(°) 以地球物理所得到的解作为初始解的中心震源机制与其他震源机制的最小空间旋转角/(°) 1 308, 61, -175 中国地震台网中心台网部应急组 18.99823 26.35 2 129, 81, -155 赵博等 18.99820 29.30 3 123, 79, 172 郭祥云等 18.99818 12.12 4 124.8, 80, 179 中国地震局地震预测研究所 18.99823 10.10 5 308, 74, -168 中国地震局地球物理研究所 18.99816 18.50 6 126, 79, 179 Global CMT 18.99821 10.95 7 219, 68, -3 NEIC 18.99823 19.47 8 126, 81, 178 ISC 18.99823 8.81

表 2 不同机构给出的墨江地震震源机制解及得到的中心震源机制解的标准差 Table 2 The focal mechanism solutions of the Mojiang earthquake and the standard deviation of the central focal mechanism solution obtained by different agencies

本研究采用Hardebeck和Michael(2006)提出的、基于震源机制解的MSATSI程序进行构造应力场反演(Martínez-Garzón et al., 2014).反演的准则有两个：(1)使得断层面上的最大剪应力方向和滑动方向残差最小；(2)在最小二乘反演的过程中加上最优阻尼进行约束，使反演得到相邻区域的应力张量更为平滑(Hardebeck and Michael, 2006；崔华伟等，2017).因为根据双力偶震源模型，存在两个相同可能性的断层面，即发震节面和辅助节面(万永革，2016)，因此本研究中的MSATSI程序包通过多次重采样的方法，随机选择其中的一个节面进行反演，统计在一定置信度下的反演结果，从而确定最优解和不确定范围.在反演构造应力场前，需要先将研究区域划分为若干子区(网格)，让震源机制解资料分别落入划分的网格中，然后设置最佳的反演参数进行构造应力场反演(Hardebeck and Michael, 2006).Hardebeck等对不同数据的选取方式进行研究，发现设置最优的阻尼系数不仅可以最大程度消除相邻子区的应力场差异，还可以在反演中减少人为因素所带来的误差，使得观测值更加匹配理论值(Hardbeck and Michael, 2006；郭祥云等，2017).本研究采用MSATSI程序中提供的方法，自动通过设定一系列阻尼值，得到反演构造应力场的模型长度与数据拟合之间误差关系的折中曲线(图 3).空心旁所标注的数字是阻尼系数e的取值，+号为折中曲线的拐点，表示最佳的阻尼系数.从图 3中我们可以看到，在拐点左侧，反演的误差有所改善，模型的复杂程度也相对提高，然而观测值与理论值之间的匹配度降低，因而失去了增加阻尼进行约束的意义；在拐点的右侧，随着模型的简化，反演误差增大.所以，在本研究中采用最佳阻尼系数e=1.1进行反演约束(Hardebeck and Michael, 2006；王晓山等，2015；郭祥云等，2017).反演构造应力场的置信度参数范围可设定为68%~95%(Martínez-Garzón et al., 2014)，本研究设定为95%.计算中重采样的默认范围为1000~5000次，重采样过少会使得数据结果没有意义，故本研究采用2500次计算最优状态下的三个应力轴的方向、应力形因子R值和不确定范围(Gephart and Forsyth, 1984)：

图 3

Fig. 3

图 3 模型长度与数据拟合误差之间的折中曲线图 空心圆旁所标数字是阻尼参数e的取值，+号表示所选择的最佳阻尼系数. Fig. 3 Trade-off between model length and misfit calculated from the corresponding damping parameters Damping values are shown beside each point. The selected damping parameter is shown with a cross.

(1)

其中σ₁为主压应力，σ₂为中间应力，σ₃为主张应力.R值表示压应力、张应力和中间应力三者的相对大小，当R为0.5时，说明三个主应力σ₁、σ₂、σ₃成等差排列；当R值从0.5逐渐增大时，中间应力本征值逐渐靠近主张应力本征值，此时中间应力轴呈现为张应力的性质；R值从0.5逐渐减小时，中间应力本征值逐渐靠近主压应力本征值，此时中间应力轴呈现为压应力的性质(万永革，2015；黄骥超等，2016).

根据上述反演方法和所设定的参数，本小节将收集的墨江及其邻区的震源机制解资料在研究区域内采用1°×1°的步长进行网格划分并反演构造应力场，分析得到有如下结果(图 4，表 3)：①在应力轴方位上，研究区域内应力轴总体上呈现为发散状的倒扇形展布，即σ₁轴(压轴)呈放射状分布，σ₃轴(张轴)呈弧形分布.σ₁轴和σ₃轴自西向东呈现逆时针旋转的渐变过程，其中σ₁轴从NNE-SSW向逐渐转向NNW-SSE向，σ₃轴从WWN-EES向逐渐转向WWS-EEN向，这印证了前人的结果(谢富仁等，1993；钱晓东等，2011；Xu et al., 2016).②在应力轴倾伏角上，研究区域内的压应力轴倾伏角较小，在1°~24°之间变化；张应力轴倾伏角也很小，在0°~11°之间变化.研究区域内断层分布明显，张应力轴和压应力轴均接近水平说明了该区域主要受走滑断层控制，主要表现为走滑类型的震源机制(约占总量的57%).③在R值分布上，R值在西北部偏小，中间应力轴表现为压应力特征；R值在东南部偏大，中间应力轴表现为张应力特征.

图 4

Fig. 4

图 4 应力场反演结果 底图颜色表示95%置信度下反演的应力形因子R值分布；底图的数字表示分区编号；σ1表示最大主压应力轴；σ3表示最大主张应力轴；σ2表示中间应力轴.红点表示95%置信度下σ1轴不确定范围；绿点表示95%置信度下σ2轴不确定范围；蓝点表示95%置信度下σ3轴 不确定范围.黑色实线加号表示最优解；黄色五角星表示发震位置. Fig. 4 The result of stress field inversion The color of base map represents the inverted stress shape factor R value distribution under 95% confidence level; the numbers in the base map represent the partition number; σ1 represents the maximum principal compressive stress axis; σ3 represents the maximum extensive stress axis; σ2 represents the intermediate stress axis. Red dots denote the range of σ1 axis uncertainty under 95% confidence level; green dots denote the range of σ2 axis uncertainty under 95% confidence level; and blue dots denote the range of σ3 axis uncertainty under 95% confidence level. The black plus sign indicates the optimal solution; yellow pentagram indicates the location of the earthquake.

表 3 (Table 3)

表 3 1°×1°网格划分反演得到的应力场参数 Table 3 The inverted stress field parameters on grid of 1°×1° 分区 σ1轴 σ2轴 σ3轴 R值 方位角/(°) 倾伏角/(°) 方位角/(°) 倾伏角/(°) 方位角/(°) 倾伏角/(°) 00 -156.81 -165.1~-146.4 5.04 -14.7~42.5 18.15 -160.5~190.6 84.94 70.4 ~89.8 113.15 104.5~119.8 0.44 -5.20~22.7 0.44 0.2~0.67 01 -158.06 -167.7~-150.5 3.80 -16.2~43.7 36.08 -143.5~216.0 86.08 66.2 ~90.0 -68.00 -77.7~-60.8 0.95 -21.9~10.8 0.42 0.16~0.73 02 -158.38 -171.6~-144.2 7.35 -24.7~44.4 49.88 -129.9~229.0 81.67 4.7 ~89.4 -67.87 -139.9~-40.2 3.90 -76.7~84.3 0.53 0.04~0.99 03 19.45 -160.2~199.1 16.10 -73.70~88.8 -137.05 -316.5~42.8 72.53 -16.5~89.5 111.37 93.20 ~128.2 6.60 -19.7~29.7 0.26 0.01~0.74 10 -159.9 -167.7~-149.4 2.61 -12.5~44.3 -37.73 -207.9~137.9 85.11 66.7 ~89.7 109.91 102.0~117.3 4.13 -6.9~22.1 0.55 0.31~0.77 11 -158.59 -168.7~-147.1 2.03 -8.8~43.9 -50.91 -228.0~127.5 83.35 58.0 ~89.7 111.19 100.9~120.3 6.33 -16.0~31.8 0.56 0.31~0.87 12 -170.57 -332.4~-1.5 18.70 -65.5~87.1 26.06 -153.1~206.0 70.54 -14.4~89.5 -78.81 -103.7~-55.3 5.18 -40.8~51.0 0.41 0.02~0.96 13 173.48 -5.7~347 23.82 -66.0~89.3 -1.06 -180.7~178.1 66.08 -23.6~89.1 -95.62 -180.0~-78.7 2.02 -21.5~26.0 0.26 0.01~0.80 20 -160.18 -168.8~-150.7 4.06 -10.9~44.4 -36.3 -210.7~139.0 82.75 54.5 ~89.8 109.40 100.3~118.4 6.00 -16.5~34.9 0.61 0.33~0.92 21 -164.71 -171.6~-158.4 3.18 -8.7~44.5 -43.88 -211.9~130.8 83.81 72.0 ~89.6 104.99 98.5~110.6 5.3 -5.7~18 0.53 0.32~0.73 23 -12.12 -188.6~161.1 6.74 -82.9~89.4 -151.13 -330.9~28.3 81.1 -6.2~89.8 78.57 60.0 ~90.9 5.78 -59.6~66.6 0.44 0.01~0.98 30 -166.08 -176.8~-152.0 2.88 -12.0~44.9 -60.11 -239.8~118.3 79.65 57.2 ~89.8 103.41 93.1~115.0 9.94 -15.2~32.8 0.68 0.38~0.96 31 -176.62 -184.8~-167.3 1.20 -12.8~45.0 37.52 -142.0~217.3 88.55 66.0 ~89.9 -86.6 -95.0~0.0 0.81 -19.7~23.7 0.67 0.38~0.90 32 -5.04 -82.7~167.6 1.63 -88.0~89.0 121.17 -53.4~300.8 87.23 -1.8~90.0 -95.1 -106.9~-83.9 2.23 -10.0~15.1 0.20 0~0.60 33 -18.62 -26.6~-12.2 3.15 -44.3~27.3 145.38 -34.5~324.9 86.72 62.7 ~90.0 -108.67 -115.5~-102.1 0.90 -7.6~22.8 0.31 0.08~0.53 40 -176.2 -190.1~-162.8 8.12 -12.8~45.0 -28.11 -207.7~150.1 80.46 49.5 ~89.6 93.09 78.3~107.6 4.97 -27.7~40.4 0.62 0.24~0.87 41 171.3 159.4 ~187.0 3.79 -23.7~45.0 -78.41 -258.2~101.5 79.19 53.2 ~89.8 80.62 0.0~95.7 10.11 -9.8~36.3 0.60 0.13~0.87 42 166.56 78.7~270 1.27 -83.4~89.3 -93.93 -270.0~85.9 82.33 1.7 ~89.8 76.39 59.9~95.8 7.56 -8.7~32.8 0.39 0~0.81 43 156.72 4.0 ~334.2 8.16 -81.3~88.1 -20.48 -200.4~159.5 81.83 -7.7~89.8 -113.22 -122.3~-100.7 0.39 -15.1~23.7 0.28 0.01~0.72 50 172.07 160.5 ~181.4 7.49 -11.9~45.0 -47.15 -226.8~132.8 80.37 62.4 ~89.9 81.27 69.4~90.1 6.02 -13.9~26.4 0.58 0.24~0.83 52 -19.46 -34.4~-2.1 4.29 -45.0~40.8 -154.89 -334.4~23.4 83.99 14.3 ~90 70.86 58.2~87.8 4.2 -75.4~50.3 0.55 0.05~0.95 53 -22.99 -32.3~-12.8 1.15 -43.0~42.2 163.57 -16.4~343.4 88.84 47.3 ~89.4 67.01 58.1~77.2 0.13 -24.3~19.1 0.42 0.01~0.74 注：以上的数值范围为各参数95%置信度的不确定范围.

表 3 1°×1°网格划分反演得到的应力场参数 Table 3 The inverted stress field parameters on grid of 1°×1°

本研究区域作为印度板块与欧亚板块碰撞的边界，长期受到来自青藏高原东部物质的挤出、西侧缅甸弧地块NEE向深部俯冲以及东部相对稳定的四川盆地和华南块体阻挡的联合作用，其构造运动强烈(朱俊江等，2004；马文涛等，2008).云南地区位于青藏高原东南缘，其地势西北高东南低，物质沿青藏高原边缘发生东流逃逸现象(吴中海等，2015)，遇到四川盆地的阻挡进而往南沿NW-SE方向挤压云南北部.由于缅甸弧地块的俯冲和阿萨姆角的楔入作用使得川滇菱形块体东移(方颖等，2006)，因此在100°E以西的地区不仅受到楔入体产生的NE方向的推挤力还受到青藏高原产生的SE向力的联合作用，σ₁轴方向主要表现为NNE-SSW或近N-S向；100°E以东的地区距离地块楔入体较远，受地块楔入力的影响变弱，主要受到青藏高原SE向力的作用，因此σ₁轴方向主要表现为NNW-SSE向.

根据构造应力场的R值反演结果进行分析，研究区域内的R值自西北向东南逐渐变大，东南部较大的应力形因子说明中间应力轴表现为张应力特征，沿近南北方向的挤压分量较小，物质逃逸所需要的压应力在整个应力中的相对占比变小.据此推测，物质逃逸的趋势自西北向东南逐渐变缓.通过构建GNSS速度场模型，结果显示云南地区水平运动呈现为北强南弱的变化(党亚民等，2019)，小江断裂带和红河断裂带北段的滑动速率相较于南段要大(申重阳等，2002；朱爽等，2017；唐红涛等，2018).这表明地下物质自西北向东南逐渐变缓的逃逸趋势与GNSS观测相符并通过背景构造应力场表现出来.根据本文结果和沈正康等(2003)的数据可以构建研究区域动力学模型(图 5)：印度板块在喜马拉雅山地区与欧亚板块持续地发生俯冲碰撞形成汇聚边界并向北推移，使得青藏高原快速隆起，并在青藏高原东南缘处形成SE方向逃逸的物质流(臧绍先等，1992；蒋锋云等，2013).研究区域不仅受到青藏高原东部物质的侧向挤出和缅甸弧地块俯冲的作用，还受到四川盆地和南华亚板块阻挡的联合影响，因此在云南省的大部分地区形成了扇形剪切变形区(马文涛等，2008).由于突出的阿萨姆角与四川盆地在物质逃逸通道处形成了一道狭窄的“瓶颈”，当沿SE方向逃逸物质的总量不变时，其物质逃逸的“流速”增大，逃逸趋势变大，地壳位移率相对值较大.继而挤出物质转向南部继续逃逸，“瓶颈”消失，其逃逸的“流速”减小，逃逸趋势变缓，地壳位移率相对值较小，这与GPS观测结果一致(沈正康等，2003).

图 5

Fig. 5

图 5 研究区内物质逃逸的动力学模型 褐色大箭头表示板块推挤方向；黑色的箭头表示物质逃逸方向(沈正康等，2003)；红色的虚线框表示研究区域；黑色箭头的长短表示物质逃逸趋势的大小；研究区域内的底图颜色表示反演得到的应力形因子R值分布. Fig. 5 The dynamic model of material escape in study region Big brown arrows indicate the direction of plate stress; black arrows indicate the direction of material escape (Shen et al., 2003); the red dash line indicates the study area; the length of the black arrow represents the trend of material escape; The color of the base map in the study area represents the inversion of the stress shape factor R value distribution.

万永革(2020)通过模拟不同应力体系下产生的震源机制解以及相对正应力、相对剪应力表现，得到了震源机制解与所作用应力张量之间的关系.本小节根据该方法，利用反演得到墨江地震发生处的应力张量和应力状态，计算墨江地震两个节面的相对剪应力和相对正应力的大小并模拟震源机制分布(图 6).由于应力张量投影到两个节面的相对剪应力和相对正应力在走向0~180°和180°~360°是对称的，所以在走向0~180°范围内的底图绘制相对剪应力大小；在180°~360°范围内的底图绘制相对正应力大小.由此得到此次地震发震断层节面Ⅰ的滑动角为0.3°，相对正应力为0.3，相对剪应力为0.9；节面Ⅱ的滑动角为176.9°，相对正应力为-0.5(挤压)，相对剪应力为0.9(表 4).

图 6

Fig. 6

图 6 本文所反演的应力张量产生的震源机制及其节面上的相对剪应力和正应力 底图颜色表示相对应力值大小；NS为正走滑型，SS为走滑型，NF为正断型，U为未定型，TS为逆走滑型，TF为逆断型；左边表示相对剪切应力，右边表示相对正应力；压缩象限填充红色的震源机制解表示此次墨江地震的震源机制解. Fig. 6 The focal mechanism and the relative shear stress and normal stress produced by the inverted stress tensor Base color indicates relative stress value; NS is normal strike-slip type, SS is strike-slip type, NF is normal-fault type, U is undefined, TS is reverse strike-slip type, TF is reverse thrust type; Left side represents relative shear stress, right side represents relative normal stress; the focal mechanism solution of the Mojiang earthquake is indicated by the focal mechanism solution with red filled compressive quadrant.

表 4 (Table 4)

表 4 墨江地震发震节面的比对 Table 4 The nodal planes comparison of the Mojiang earthquake 节面 走向/(°) 倾角/(°) 滑动角/(°) 相对正 应力值 相对剪 应力值 节面Ⅰ 216.3 86.9 0.3 0.3 0.9 节面Ⅱ 126.3 89.7 176.9 -0.5 0.9

表 4 墨江地震发震节面的比对 Table 4 The nodal planes comparison of the Mojiang earthquake

根据前面已经求得的墨江地震震源区的应力体系，利用万永革(2020)的研究方法可以得到在全空间分布的断层面上产生的P、T和B轴的施密特网投影(图 7).其中，每个点的组合为所在应力体系下的一个震源机制解，因而P、T和B轴分布显示了在该应力体系下震源机制解的多样性.

图 7

Fig. 7

图 7 根据墨江地震发生处的应力体系得到的震源机制P, B, T轴的施密特网投影 震源机制P轴投影用红点表示，T轴用蓝点表示，B轴用黄点表示，对应颜色的方块表示墨江地震震源机制的相应轴；应力轴用五角星表示，其中红色，蓝色和黄色分别表示主压应力轴，主张应力轴和中间应力轴. Fig. 7 Schmidt net projection of focal mechanism P, B and T axes obtained from the stress regime at the location of the Mojiang earthquake P axes of focal mechanism are represented by red dot, T axes are expressed as blue dot, and B axes are expressed as yellow dot, diamonds with corresponding colors represent the corresponding axes of the focal mechanism of the Mojiang earthquake; the stress axes are represented by pentagonal stars, in which red, blue and yellow represent the principal compressive stress axis, the principal extensional stress axis and the intermediate stress axis, respectively.

综上所述，墨江地震两个发震节面的相对剪切应力值都较大，但相对正应力值有所不同.因为相对剪应力值较大和相对正应力正值较大的节面更容易发生滑动，所以通过比对两个节面的相对剪应力值和相对正应力值大小可以进一步确定发震断层面.将节面Ⅰ和节面Ⅱ进行比较发现，节面Ⅰ相对于节面Ⅱ而言相对剪应力值相同，相对正应力值更大，以此判断更容易发生地震的节面Ⅰ为发震断层面.

本研究通过收集了墨江地震及其邻区的震源机制解资料，使用MSATSI程序进行了应力场反演，同时利用反演得到的应力张量计算和模拟墨江地区的震源机制解表现和相对应力值大小，最后详细分析了该地区的构造应力场特征和地震发震情况：①在应力轴方位上，σ₁轴和σ₃轴整体呈现为发散状的倒扇形展布，即σ₁轴呈放射状分布，σ₃轴呈弧形分布.σ₁轴和σ₃轴自西向东都发生了一定的逆时针转向.②在应力轴倾伏角上，倾伏角较小的压应力轴和张应力轴说明研究区域内多发育走滑断层并且处于近水平的挤压应力下，活动断层的水平分量大于垂直分量.研究区域内的断层制约和改造着青藏高原中的地体构架以及造山系，特别是对欧亚板块之间挤压碰撞造成的青藏高原东南缘大量物质SE向的逃逸起着关键性作用(Tapponnier and Molnar, 1976；许志琴等，2011). ③R值在东南部较大，说明中间应力轴表现为张应力特征；R值在西北部较小，说明中间应力轴主要表现为压应力特征.结合当地的地质背景和构造应力场分析得到，R值自西北向东南逐渐变大，相对压应力逐渐变小，逃逸趋势逐渐变缓.

此次墨江地震位于哀牢山—红河断裂西侧，地震的发生与它主要受到哀牢山断裂周围的拉张剪切力作用和哀牢山断裂周围的走滑应力影响有关(周勇等，2003).本研究利用墨江地震发生处的应力体系模拟了震源机制P、B和T轴的施密特网投影分布，说明该应力体系下震源机制解的丰富性.本研究根据反演得到的应力张量计算了墨江地震发生处的两个发震节面的相对正应力和剪应力值:因为相对剪应力和相对正应力正值较大的节面更容易发生滑动，故推测走向为216.32°，倾角为86.91°，滑动角为0.27°，相对剪应力值为0.9，相对正应力值为0.3的节面为发震断层面.本研究为墨江地震的发震背景和地震动力学研究提供基础性资料.