2021, Vol. 64
2. 辽宁省地震局, 沈阳 110031;
3. 中国地震局地震预测研究所, 北京 100036
2. Earthquake Administration of Liaoning Province, Shenyang 110031, China;
3. Institute of Earthquake Forecasting, China Earthquake Administration, Beijing 100036, China
中国地震台网中心正式测定，2021年5月21日21时48分(北京时间)云南大理州漾濞县发生MS6.4地震.震中位于北纬25.67°，东经99.87°，震源深度8 km.极震区烈度高达VIII度(云南省地震局，http://www.yndzj.gov.cn/).截至22日16时，有3人死亡，28人受伤(应急管理部，https://www.mem.gov.cn/).本次地震位于中国地震科学实验场区，是实验场成立以来发生的最大震级地震，地震发生在人口密度较高的大理市周围，引起了国内外专家和舆论的广泛关注.
震源区位于滇西南的保山次级块体北部，附近主要断裂带有维西—乔后断裂、澜沧江断裂带南段、红河断裂带北段、金沙江断裂带南段及丽江—小金河断裂带等(图 1).前人研究表明，该次级块体受印度板块向北偏东运移的影响做顺时针转动，并形成右旋剪切变形带(徐锡伟等，2003).本次地震发生在维西—乔后断裂南段的西侧.维西—乔后断裂北接金沙江断裂带，南连红河断裂带，是连接南北两条活动断裂带的枢纽，总体走向北北西，长约280 km，是红河断裂带北延部分(任俊杰等，2007；常祖峰等, 2014, 2016b).该断裂在晚第四纪以来表现出明显的右旋走滑运动特征.晚更新世晚期以来，该断裂平均右旋水平滑动速率1.8~2.4 mm·a-1, 垂直滑动速率0.3~0.35 mm·a-1(常祖峰等，2016a).此前该断裂研究程度较低，历史最大地震是1948年马登盆地内上兰61/4级地震.2013年洱源MS5.5、MS5.0，2016年云龙MS5.0地震、2017年漾濞MS5.1和MS4.8地震预示着该断裂可能进入新的活跃期，逐渐引起学者的关注(Jiang et al., 2019; 潘睿等，2019；李姣等，2020).
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图 1 震源区及邻区主要断裂带和历史MS≥5地震空间分布图 红色实心圆为公元624年以来MS≥5地震. 蓝色五角星为2021年5月21日漾濞MS6.4地震. F1—怒江断裂带；F2—澜沧江断裂带；F3—金沙江断裂带；F4—维西—乔后断裂；F5—小金河断裂带；F6—红河断裂带；F7—楚雄断裂. 断裂数据来源于“中国活动构造图” (邓起东, 2007)；地震目录来源于国家地震科学数据中心(https://data.earthquake.cn/gcywfl/index.html). Fig. 1 The spatial distribution of main fault zones and historical MS≥5 earthquakes in the focal area and adjacent areas The red solid circle are the MS≥5 earthquakes since 624 AD. The blue star is the Yangbi MS6.4 earthquake occurred on May 21, 2021. F1—Nujiang fault zone; F2—Lancangjiang fault zone; F3—Jinshajiang fault zone; F4—Weixi-Qiaohou fault; F5—Xiaojinhe fault zone; F6—Honghe fault zone; F7—Chuxiong fault. The fault data come from "China Active Tectonic Map" (Deng, 2007). Earthquake catalogue data is provide by National Earthquake Data Center (https://data.earthquake.cn/gcywfl/index.html). |
本文结合MS6.4漾濞地震序列的空间分布，首先了解震源区及邻区(99.5°E—100.5°E，25°N—26°N)的背景地震活动情况.1970年1月1日至MS6.4(ML6.6)地震发生前，小震活动保持活跃，ML≥4.0地震共67次，地震活动强度不高.本次漾濞MS6.4地震打破了区域6级地震平静(图 2a).云南省地震局和全国地震(统一和正式)目录显示2021年5月1日—6月30日，漾濞地震序列共有5932次ML≥0地震(统一使用地方震级ML)，主震前共发生391次地震，主震后共发生5541次地震.其中ML0.0~0.9级3380次，ML1.0~1.9级1996次，ML2.0~2.9级449次，ML3.0~3.9级78次，ML4.0~4.9级26次，ML5.0~5.9级3次.5月1日至5月17日，地震活动平静，仅有9次0级以上地震，但震级逐步升高(图 2b).5月18日起地震活动频次和强度显著增强，18日和19日各发生一次4.0级以上地震，20日无4级以上地震，21日20时56分至6.4级地震前发生5次4级以上地震.MS6.4地震前27分钟，距其SE向约10 km发生MS5.6(ML5.9)最大前震.MS6.4地震后共有22次4.0级以上地震，其中18次均在震后1天内发生，余震最大震级为MS5.2(ML5.6)(图 2c).地震序列表现为典型的“前-主-余”型(以下漾濞MS6.4地震称为主震，5月18日至主震前的地震统称为前震，主震后的地震统称为余震).较明显的前震和较多的余震为研究本次地震序列的发震构造提供了充足资料.
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图 2 地震震级-时间(M-T)关系图 (a) 1970年1月1日以来震源区及邻区4级以上地震M-T图; (b) 2021年5月1日至6月30日漾濞MS6.4地震序列M-T图，黑色虚线代表主震发震时刻，黑色矩形框为5月18日至主震后一天的时间范围; (c) 黑色矩形框内地震M-T图.黑色字母除MS6.4和MS5.2地震均为前震. Fig. 2 The Magnitude-Time (M-T) diagram of earthquakes (a) The M-T map of M≥4.0 earthquakes in the focal area and adjacent areas since January 1, 1970; (b) The M-T map of the MS6.4 Yangbi earthquake sequence from May 1, 2021 to June 30, 2021. The black dotted line represents original time of the mainshock, and the black rectangular box shows the time range from May 18 to one day after the mainshock; (c) The M-T diagram of earthquakes in the black rectangular box. The black letters represent foreshocks except for MS6.4 and MS5.2. |
本次漾濞MS6.4地震是继2014年云南景谷MS6.6地震后，滇西地区发生的最大一次地震.同时，震中附近的维西—乔后断裂，作为红河断裂带北部延伸段的重要部分，是块体运动变形的主要载体.而本次地震并没有发生在已知的活动断裂上，目前发震构造并不清楚.综上，深入研究本次地震序列的活动性和发震构造特征，可为区域潜在的构造提供新的认识，同时对后续震源区强震危险性的判定具有重要意义.本文首先利用最大似然法(Aki, 1965)计算2010年至2021年6月30日震源区地震b值随时间的变化，分析此次地震序列的活动特征.其次整合2021年5月18日至6月30日全国统一和快报的观测报告以及云南台网提供的震相报告，采用加入波形互相关的双差定位方法HYPODD (Waldhauser and Ellsworth, 2000)对地震序列进行精定位，揭示地震的时空迁移和断裂的深部特征.然后利用Cut and Paste (CAP)方法(Zhao and Helmberger, 1994; Zhu and Helmberger, 1996)反演MS3.5以上地震震源机制解.同时结合人工智能自动产出的震源机制解，利用迭代联合反演方法IJIM (Vavryuk, 2014)反演区域应力场，揭示该序列的发震构造特征和孕震环境.
1 数据和方法本文使用云南省地震局提供的观测数据，根据本次地震序列的空间分布设定研究区范围为99.7°E—100.2°E，25.4°N—25.8°N.主震周围150 km范围内共20个宽频带台站，3个短周期台站(图 3).台站密度和方位角覆盖良好.本文利用最大曲率法(Wiemer and Wyss, 2000)确定最小完备性震级(Mc)，然后利用最大似然法(Aki，1965)计算区域地震b值随时间的变化.精定位和震源机制解反演中用到的速度模型，是在Xin等(2019)利用区域双差层析成像法(Zhang and Thurber, 2006)建立的中国大陆地壳和上地幔150 km内的速度模型(USTClitho1.0)基础上，根据研究区的中心点(99.95°E，25.6°N)提取30 km内的1D速度模型(图 4b).采用HYPODD方法精定位时，首先要求每个地震对满足至少4个以上台站同时记录到P和S震相，震中距不超过150 km.然后计算每个地震对的波形互相关值(cc)，P波窗长设为到时前0.5 s后1 s, S波窗长为到时前1 s后2 s，挑选至少有三个台站cc≥0.6的地震对.最后同时使用走时差和互相关数据进行精定位(Waldhauser and Ellsworth, 2000).HYPODD程序提供带阻尼因子的最小二乘法(LSQR)和奇异值分解(SVD)两种定位方法.后者适用于小数据集(约100个事件)的计算，因此本文选用LSQR方法.波速比设置为1.71.利用CAP方法反演MS≥3.5地震震源机制解时，选取震中距在300 km以内的台站记录，将波形采样间隔降至0.08 s，并对原始波形做去均值和去仪器响应的数据处理.同时使用F-K方法(Zhu and Rivera, 2002)计算格林函数，震中距间隔设置为1 km.反演时，Pnl波和S波(或面波)截取窗长分别设置为35 s和75 s，对Pnl波部分进行0.05~0.2 Hz的带通滤波，S波(或面波)部分进行0.05~0.1 Hz的带通滤波.震源深度搜索间隔均设置为0.1 km.同时补充中国地震科学实验场人工智能地震监测系统——EarthX实时产出的震源机制解.反演区域应力场时，利用STRESSINVERSE程序(Vavryčuk，2014)，将迭代次数设置为6次，摩擦系数范围设置为0.4~1.0，搜索间隔设置为0.05.
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图 3 震源区台站分布图 左上角图中红色实心圆为2010年1月1日—2021年4月30日震源区及邻区的背景地震. Fig. 3 The distribution of stations in the focal area The red solid circle in the upper-left corner shows the background earthquake in the focal area and adjacent areas from January 1, 2010 to April 30, 2021. |
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图 4 (a) P波、S波走时-震中距图, (b) 初始一维速度模型 Fig. 4 (a) Travel time-epicenter distance curve of P and S waves. (b) The initial 1D velocity model |
地震序列M-T图显示，5月18日起地震活动逐渐增强，分别在19日上午8时至下午20时，21日20时55分ML3.0地震发生前3小时出现短暂的地震活动平静(图 2).前人的研究表明，一些前震随时间有一个明显的“持续增强-短暂平静”过程，即前震频次在临近大震前会加速增长，在大震前数小时则出现暂时平静(陈颙等，2015)，1975年海城7.3级地震的前震序列是最典型的例子(吴开统等，1976).b值是衡量某地区地震活动水平的标志，Suyehiro (1966)最先发现了主震前后的b值变化.近年来，大量实际震例表明，一些强震发生前震源区b值出现显著的下降趋势(王辉等，2012)；前震b值明显偏小(Helmstetter et al., 2003; 薛艳等, 2012; Tormann et al., 2015; Nanjo and Yoshida, 2017; Gulia and Wiemer, 2019).岩石破裂实验结果也证明，“前震” b值明显低于“余震” b值(Mogi, 1979).
为分析此次地震序列的活动特征和区域应力积累状态，本文计算震源区2010年1月1日至2021年6月30日b值随时间的变化.准确计算b值需要完备的地震目录.本文计算Mc时，窗长设置为200个事件，步长为20个事件，且满足Mc的地震个数达到100时计算一次b值.结果显示(图 5a)，2010年1月1日至2021年6月30日，b值变化范围在0.33~1.15之间，平均值为0.78.2012年3月至2016年3月b值相对较低，随后逐渐升高，2017年3月27日ML4.8地震前b值逐渐降低，至2020年12月b值基本保持在平均值以上.2020年12月25日开始b值逐渐降低至均值以下，于2021年5月18日和19日分别发生两次4.0级以上地震.5月20日b值迅速上升，21日3时开始b值迅速下降，并相继发生了MS5.6地震和MS6.4地震.MS6.4地震前b值存在长期的低值现象，符合一些大地震前的变化规律，反映主震前区域应力积累逐渐增强.21日MS5.2地震发生前b值降至最低点，随后迅速升高，接着又经历“升高-降低”的过程，自6月9日后b值基本保持在均值以上.目前b值约为0.85，略高于均值水平(图 5b).表明主震发生半个月后，区域应力经过调整已逐渐稳定，发生强震的危险性逐渐降低.
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图 5 (a) 2010年1月1日至2021年6月30日震源区地震b值随时间变化图像, (b) 2021年5月1日至2021年6月30日震源区地震b值随时间变化图像(黑色虚线代表平均b值，灰色条棒代表地震频次) Fig. 5 (a) The image of the b-value changing with time in the focal area from January 1, 2010 to June 30, 2021.(b) The image of the b-value changing with time in the focal area from May 1, 2021 to June 30, 2021 (The black dotted line represents average b-value, and the gray bar represents the earthquake frequency) |
地震的精确定位和震源机制解可以揭示地震的发震构造和力学过程(郑勇等，2009；房立华等，2018；Long et al., 2019).双差定位方法是一种相对定位方法，能够在一定程度上减小速度模型对定位结果的影响，提高定位精度(杨智娴等，2003).本文整合漾濞地震序列5月18日—6月30日全国地震编目系统和云南省地震局提供的震相报告.根据上述要求从4553次地震的震相中挑选出258609个P波震相对和220118个S波震相对.满足互相关条件的有26514个P波震相对和25067个S波震相对.最终经过16次迭代共获得3587个事件的精定位结果.但共轭梯度法给出的误差可能比实际误差小(Waldhauser and Ellsworth, 2000).本文使用Bootstrap重采样方法(Efron and Gong, 1983; Efron and Tibshirani, 1991)衡量反演得到的定位误差.首先对已配对的走时差和互相关数据随机重采样100次，然后对重采样后的数据进行重定位，最终将得到的地震位置的标准差作为重定位误差(图 6).Bootstrap方法得到的E-W和N-S方向的平均误差分别为0.23 km和0.28 km，深度误差0.47 km，平均走时残差由0.4 s收敛至0.15 s，平均震源深度为7.22 km.与重定位前的结果相比(图 7a、b，图 8a、b)，重定位后地震空间分布更加集中，条带状特征更明显.为全面了解主震前后地震的时空迁移特征，下面分别讨论主震前后的精定位结果.
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图 6 使用Bootstrap重采样法得到的E-W向(a)、S-N向(b)和Z垂向(c)误差标准差分布直方图 Fig. 6 Distribution histograms of standard deviation error of E-W (a), S-N (b) and Z (c) by the Bootstrap method |
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图 7 精定位前后前震的空间分布和各剖面地震深度分布图 (a) 精定位前前震的空间分布，橙色五角星表示21日21时21分MS5.6地震，红色五角星表示21日21时48分MS6.4地震，圆圈大小表示地震大小. (b) 精定位后前震的空间分布. 0点对应主震的发震时间，圆圈的颜色表示相对于主震的发震时刻. 红色直线表示震源区断裂，黑色虚线表示剖面位置. (c)、(d)、(e) 中黑色震源球为前震震源机制解. 红色震源球分别为主震和MS5.6地震震源机制解. 黑色虚线代表断层倾向，紫色虚线代表地震空段，其他符号与(b)相同. Fig. 7 The spatial distribution of unrelocated and relocated foreshocks and the depth distribution of each profile (a) The spatial distribution of unrelocated foreshocks. The orange star indicates the MS5.6 earthquake at 21∶21 on the 21st. The red star indicates the MS6.4 earthquake at 21∶48 on the 21st. The size of the circle represents earthquake size. (b) The spatial distribution of relocated foreshocks. Zero corresponds to original time of the mainshock, and the color of circles represent time relative to the mainshock. The red line indicates the fault in the focal area, and the black dotted line indicates location of the profile; (c), (d), (e) Black focal spheres indicate focal mechanisms of foreshocks, and the two red focal spheres indicate focal mechanisms of the mainshock and the MS5.6 foreshock. The black dotted line indicates dip of the fault, the purple dotted line indicates seismic gap, and other symbols are same in (b). |
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图 8 精定位前后余震空间分布及各剖面地震深度分布图 (a) 精定位前余震的空间分布；三个红色五角星分别代表 21日21时48分MS6.4地震、21时55分MS5.0地震和22时31分MS5.2地震，橙色五角星为21日21时21分MS5.6地震; (b) 精定位后余震的空间分布，其他符号与图 7b中相同; (c)—(h) 红色虚线代表断层倾向，紫色虚线为余震稀疏段.红色震源球为余震震源机制解，橙色震源球为MS5.6地震震源机制解. Fig. 8 The spatial distribution of unrelocated and relocated aftershocks and the depth distribution of each profile (a) The spatial distribution of unrelocated aftershocks. Three red stars represent MS6.4 earthquake at 21∶48, MS5.0 earthquake at 21∶55 and MS5.2 earthquake at 22∶31 on the 21st. The orange star represent MS5.6 earthquake at 21∶21 on the 21st. (b) The spatial distribution of relocated aftershocks, and other symbols are same in Fig. 7b. (c)—(h) The dotted red line represents dip of the fault, and the purple dotted line represents the aftershock gap. Red focal spheres indicate the focal mechanisms of aftershocks, the orange focal sphere indicates the focal mechanism of the MS5.6 earthquake. |
前震沿SE向呈条带状分布，长约16 km，本文称为前震条带.主震前3天地震集中在前震条带的中段，震前2天开始逐渐向NW段迁移，震前27分钟在中段发生MS5.6地震.震前1分钟内，地震主要分布在前震条带的中段和SE段，最终主震发生在前震条带的NW端(图 7b、c).以上表明漾濞MS6.4地震的前震序列表现为沿SE向往返迁移的特征.本文分别绘制AA′、CC′剖面两侧2 km和BB′剖面两侧1 km范围内地震的深度分布图，发现震前2~3天内较大前震的深度也较深(图 7c).前震条带在NW段近于直立(图 7d)，在中段倾向SW，倾角约为80°(图 7e).同时，NW段地震在深度上分布更为集中，中段的地震在10~12 km深度之间存在空段，多数3级以上地震集中在MS5.6地震周围，深度相对较深(图 7e).这可能意味着主震前，前震条带的中段深部应力积累程度更强.
3.2 余震序列的时空分布特征与前震相比，重定位后的余震表现出更复杂的条带状分布，除沿前震形成的SE向条带进一步扩展外，在中南段形成多条与其相交的小尺度NE向条带(图 8).余震深度集中在5~10 km的中上地壳(附图A1).为探究发震断层的深部特征，分别沿剖面DD′(两侧2 km)，EE′(两侧3 km)，FF′(两侧2 km)，GG′、HH′和II′(两侧1 km)绘制地震的深度分布图(图 8b).DD′剖面显示(图 8c)，沿SE走向的断层上，在MS5.6地震震源上方余震较少.EE′剖面显示(图 8d)，SE走向断层的NW段近于直立.其共轭方向还有一丛地震活动，该丛地震与SE走向余震主体活动条带存在约6 km的地震空段，水平向优势分布方向不明显，震源深度集中于6~10 km，8 km以内地震近于直立分布，下方地震向NE倾斜.该丛地震的发震时刻多数在主震发生4天后，推测主震的发生触发了该丛地震活动.FF′、GG′、HH′和II′剖面显示(图 8b)自SE走向断层的中段开始存在4条NNE向和NE向的次级断层.其中主震前FF′剖面发生了MS5.6最大前震，与前震的深度分布相似(图 7e；图 8e)，该段的余震主要集中于8 km以内的上地壳.表明MS5.6前震发生后该段深部的能量释放较为充分.GG′和HH′剖面显示，另外2条次级断层近于平行，走向为NNE向，地震在深度上近于垂直分布(图 8f、g).II′剖面显示，SE走向断层的SE段存在一条与GG′和HH′近于平行的次级断层，深度上由西向东形成3条近于直立的地震条带.其中东侧的地震条带表明SE走向断层的SE段倾角近于直立(图 8h).
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A1 漾濞MS6.4地震余震精定位后的空间分布图 FigureS 1 The spatial distribution of relocated aftershocks of the MS6.4 Yangbi earthquake |
综上，此次漾濞MS6.4地震的前震在不同时间段成丛分布，并沿SE向断层往返迁移.重定位后的余震分布显示，震源区潜在的构造以SE走向的高倾角断层为主.同时该断层被4条NNE向和NE向的次级断层切割.
4 漾濞地震序列震源机制解5月18日至6月30日漾濞地区共发生27次MS≥3.5地震.受主震影响，个别事件波形被覆盖，信噪比低震相难以识别，可用于反演的台站数较少，最终我们利用CAP方法共获得20次地震震源机制解(见附表 1).其中包括1次正断型地震，19次走滑型地震.多数地震兼有正断分量，少数地震带有逆冲分量.主震震源机制解结果：节面I的走向44°、倾角80°、滑动角-13°，节面II的走向136°、倾角77°、滑动角-170°，震源深度6 km.图 9给出主震的波形拟合和深度拟合图.可以看出80%以上的波形拟合相关系数达0.7以上，说明理论和实际波形拟合程度较高，结果较为可靠.
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附表 1 CAP方法反演M≥3.5地震震源机制结果 Appendix Table 1 The focal mechanism solutions of M≥3.5 earthquakes by the CAP method |
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图 9 CAP方法反演得到MS6.4主震的波形拟合和深度拟合图 (a) 红色波浪线代表理论波形，黑色波浪线代表真实波形. 波形下方数字分别表示理论和实际波形的相对移动时间和二者拟合的相关系数. 左侧大写字母为台站名，台站名下方数字为震中距(km)和理论与实际P波到时差(s); (b) H代表矩心深度. Fig. 9 The MS6.4 mainshock waveform fitting and depth fitting diagrams by the CAP method (a) The red wavy line represents the theoretical waveform and the black wavy line represents the actual waveform. The numbers below the waveforms represent the relative shifted time of the theoretical and actual waveforms and the correlation coefficients of their fitting respectively. The left capital letter is the station name, and the numbers below the station name are the epicenter distance (km) and the theoretical and actual P wave arrival time difference (s). (b) The H represents the focal depth. |
此外，本文增加了中国地震科学实验场基于人工智能系统在震后2分钟内波形拟合实时产出的震源机制解.产出的49个ML≥3.5地震震源机制解中，有13个事件与CAP方法选取的事件相同.比较发现两种方法得到的震源机制解较为一致(附图A2).其中节面的走向和倾向略有差别，矩心深度差主要集中在4.5 km以内，矩震级差在0.2以内，因此我们认为两种方法得到的震源机制解结果较为一致.
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A2 同一地震两种震源机制解对比图 FigureS 2 Comparison diagram of two focal mechanism solutions for the same earthquake |
本文补充了其余36个事件的震源机制解.参照Zoback(1992)的断层分类原则，56个地震震源机制解中，包括36次纯走滑型地震，7次正断型地震，3次逆冲型地震，6次走滑兼正断或逆冲型地震，4次不确定型地震.震源机制解空间分布图显示(图 10)，地震的矩心深度集中在5~11 km，与精定位后的地震深度相吻合.节面走向大致分为SE向和NE向，倾角集中在55°~90°之间，与重定位后显示的区域主要发震断层的构造形态相吻合.本文认为漾濞MS6.4地震序列主要受走滑兼正断构造运动的控制.主震前除21日20时56分MS4.2地震(3号地震)为正断型，其余前震均为走滑型(图 7c)，震源机制解一致性较好，反映震前该地区的构造应力场控制作用有所增强.主震发生后，沿SE走向断层出现少量正断型和逆冲型地震，余震震源机制解的多样性反映了该区域复杂的深部结构和应力环境.
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图 10 CAP方法与Earth-X得到的震源机制解空间分布图(震源球上方或两侧数字与附录中的地震序号一致) Fig. 10 The spatial distribution of focal mechanism solutions by CAP method and Earth-X (Numbers above or on both sides of focal spheres are consistent with numbers in Appendix) |
综合地震精定位和震源机制解反演结果，走向为SE向、长度约35 km的断层DD′应为震源区的主要发震断层.图 10中NW段的地震多为走滑型，如第6(MS6.4)、8(MS5.0)、16(MS4.0)和18(MS4.0)号等地震的震源机制解一致性较好.其中SE走向高倾角的节面与图 7d中BB′剖面和图 8d中EE′剖面的地震空间分布特征一致.因此我们认为漾濞MS6.4地震是一次高倾角右旋走滑型地震，发震断层为走向SE向的高倾角右旋走滑型断层，兼有部分正断分量.与Yang等(2021)认为维西—乔后断裂可能是主震发震断层的结论有所差异.
图 7e中CC′剖面和图 8e、f中的FF′、GG′剖面显示，SE向断层DD′的中段震源机制解如第1(MS4.2)、4(MS5.6)、9(MS4.9)、13(MS3.5)、14(MS3.8)、17(MS3.5)号地震等，与NW段地震较为一致.早期发生的前震和MS5.6最大前震均发生在该段，震源机制解显示SE走向高倾角的节面与前震的重定位结果一致(图 7e)，推测该段前震的发震断层为SE向高倾角右旋走滑兼正断型断层.余震重定位显示主震后该段出现2条明显的NE向和NNE向的地震条带FF′和GG′(图 8b)，表明SE走向主断层的破裂触发了NE走向断层的活动.部分余震的发震断层应为NE走向的次级断层.
SE走向的断层DD′的SE段震源机制解多为走滑型，且SE向节面的倾角较高，符合SE向断层的构造形态，该段多数地震的发震断层应为SE走向的断层(图 8h).而12号地震(MS5.2)SE走向的节面倾角较缓(图 8h)，推测该地震的发震断层应为NNE向的高倾角次级断层.
综上我们认为，漾濞MS6.4地震序列的发震断层以SE走向的高倾角右旋走滑兼正断型的断层DD′为主，兼有4条NE向和NNE向的高倾角左旋走滑型次级断层.SE向主断层的破裂触发了NE向次级断层的地震活动.
本文利用STRESSINVERSE程序反演得到该区域应力场的空间分布.最大主压应力轴σ1方位角为349°，倾角9°.最小主压应力轴σ3方位角为80°，倾角5°.揭示震源区整体受NNW向水平挤压，NEE向水平拉张的应力作用，与Tian等(2019)获得的云南地区构造应力场方向较为一致.同时最大主压应力方向与Shi等(2012)和陈安国(2018)在该区域获得的快波偏振方向较为一致.最终我们结合精定位和震源机制解结果，大致勾勒出区域潜在的构造和应力场方向(图 11).
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图 11 震源区潜在的发震构造和构造应力方向示意图红色沙滩球代表断层上MS≥5.0地震的震源机制解. Fig. 11 Schematic diagram of potential seismogenic structure and tectonic stress direction in the focal area The red beach balls represent focal mechanism solutions of MS≥5.0 earthquakes on the fault. |
本文首先计算漾濞MS6.4地震震源区b值随时间的变化.其次整合全国正式、快报和云南台网的震相报告对该地震序列进行精定位，获得3587次地震的精定位结果；同时结合CAP方法和人工智能自动产出的震源机制解分析此次地震序列的发震构造，最后根据震源机制解资料反演区域构造应力场，揭示震源区潜在的构造特征和应力环境.主要获得以下几点认识：
(1) 此次地震序列为典型的“前-主-余”型.主震前3天开始出现明显的前震活动，并出现“密集-平静”的活动特征，余震频次较高.自2020年12月以来震源区内地震b值逐渐下降，反映了主震前区域长期的应力积累程度较高.2021年5月18日起地震活动显著增强，5月20日b值有所回升，21日主震前18小时b值又迅速下降.震后半个月逐渐恢复至均值水平(0.78)，目前地震序列b值为0.85，表明该地区发生强震的危险性逐渐降低.
(2) 精定位结果显示，此次地震序列主要沿SE走向呈条带状分布，震源深度集中在5~10 km范围内.前震序列在不同时段成丛分布，沿SE向往返迁移.余震序列表现出更复杂的条带状分布特征.此次地震序列没有发生在区域已知的断层上.震源区内存在一条SE向的主断层和四条与其相交的NE向、NNE向的次级断层，断层倾角整体较高.
(3) 截至6月30日，CAP方法和EarthX人工智能系统共获得56次ML3.5以上地震震源机制解.震源机制解以走滑型为主，兼有部分正断型地震和少量逆冲型地震，节面走向以SE向和NE向为主，倾角较高.结合精定位结果，本文认为漾濞MS6.4地震的发震断层为SE走向的高倾角右旋走滑兼正断型断层，该条断层为震源区的主要构造.部分地震的发震断层为NE向或NNE向的高倾角左旋走滑兼正断的次级断层.SE向主断层的破裂触发了NE向或NNE向断层的活动.少量逆冲型地震反映了震源区深部复杂的应力环境.
(4) 震源区受NNW向水平挤压和NEE向水平拉张的构造应力作用.主震前低b值和前震震源机制解显著的一致性均表明，主震发生前区域构造应力的控制作用有所增强.
致谢 云南省地震局为本次研究提供波形和震相报告数据.本项目中的部分机制解来自中国科学技术大学和中国地震局地震预测研究所联合开发的“智能地动”(EarthX)系统.感谢匿名审稿人提出的宝贵意见.
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