0 引言

据中国地震台网测定，2020年1月25日6时56分在西藏昌都市丁青县（31.98°N，95.09°E）发生5.1级地震，震源深度10 km，截至2020年5月31日，共记录M_L 1.0以上余震105次，其中M_L 1.0—1.9地震18次，M_L 2.0—2.9地震73次，M_L 3.0—3.9地震13次，M_L 4.0—4.9地震1次，最大为3月4日M_L 4.2（M_S 3.8）地震。距此次地震最近的断裂是巴青—类乌齐断裂，距离约15 km，震源机制解显示，该地震为拉张型破裂（据中国地震台网中心，CENC）。2020年丁青5.1级地震位于2020年1月至3月全国地震概率预测图所示西藏地区相对高概率区。

西藏丁青及附近地区海拔较高、人口稀少，属于地震低监测能力地区，此次丁青5.1级地震震中周边地球物理观测台站较少，300 km范围内仅分布玉树、巴塘、林芝3个地球物理观测台站，其中玉树台距丁青地震最近，为213 km，地震发生前，3个台站各测项均未观测到显著异常变化。丁青地震震中300 km范围内共分布7个测震台站，相较于地球物理观测而言，对该地区地震事件的监测能力更强，而且在此次地震前捕捉到一些地震活动异常。通过异常梳理，认为此次地震发生前出现的地震活动异常为中短期异常，应与丁青地震的发生存在联系。本文针对2020年西藏丁青5.1级地震，详细介绍了震中地区构造背景、震源物理参数、序列特征及序列各参数的计算结果，并结合丁青附近的西藏东部地区以往震例，总结震前出现的地震活动和地球物理观测等异常，为地震监测能力较低地区中强以上地震的中短期预测积累资料。

1 构造背景及震源物理参数

2020年丁青5.1级地震发生在昌都丁青地区，震中以北约15 km发育全新世活动的巴青—类乌齐断裂，震中以南约20 km则发育晚更新世活动的怒江断裂。此次地震震中即位于2条走向NW的区域性大断裂之间，见图 1。类乌齐—丁青地区位于藏东羌塘块体东端，东临昌都—思茅微地块，西临唐古拉山，发育多条NW走向的深大断裂，是青藏地区断裂构造最为复杂的区域之一。受印度板块挤压和喜马拉雅东构造结的影响，NW走向深大断裂大多活动性较强，历史上曾发生多次中强地震。据统计，1950年以来，震中100 km范围内共发生5级以上地震12次，包括3次6级以上地震，其中1971年4月3日青海杂多6.5级地震震级最大，距此次丁青5.1级地震约38 km。距2020年丁青5.1级地震较近的NW走向断裂为三江构造带向西北延伸的一部分，未与西藏地区近EW向断裂呈弧形连接，是一组独立存在的NW向断裂，在航磁异常图上表现为串珠状异常，布格重力上则反映为NW向重力异常带和线性梯度带，且构成不同重力异常区边界线（熊盛青等，2014）。

2020年丁青5.1级地震北侧的巴青—类乌齐断裂带，隶属于澜沧江断裂带北段，澜沧江断裂构造复杂，是一条规模较大、切割较深的韧性剪切断裂带，具有走滑—逆冲推覆性质。断裂带两侧的元古宙至中生代地层均强烈变质变形，发育宽度不等的强烈韧性剪切带（糜棱岩带）、叠瓦式逆冲断裂带及动热变质带。在晚喜马拉雅期，澜沧江断裂带的北段和中、南段共同发生右行走滑活动（钟康惠等，2004）。丁青5.1级地震南侧的怒江断裂带则是青藏高原拉萨地块和羌塘地块的接触边界，基本沿怒江流域分布，进入西藏后向NW沿左贡、索县、安多北、双湖展布，继续向NW延伸至达布若错一带，总体走向NW，长约1 700 km。该断裂带构造复杂，由韧性剪切带、逆冲断裂带、伸展断陷盆地带和推覆构造带相互叠加、改造而成。带内发育一系列菱形、近菱形微小块体，周边均为蛇绿岩质混杂岩及强烈变形带，带内局部分布蛇绿岩碎块（次仁多吉等，2017）。

丁青5.1级地震发生后，多家研究机构利用不同方法计算震源机制解，结果见表 1。不同研究机构计算的震源机制解整体上较为一致，其中，节面Ⅰ滑动角的反演结果均在-135°—-90°，表明此次地震为以拉张性质为主的破裂类型，兼具一定右旋走滑分量。地震的节面Ⅰ走向NW3°—NE14°，节面Ⅱ走向NE210.9°—NE227°，均为近NS向，该反演结果与余震近NS向的展布特征较为吻合。矩震级方面，中国地震局地球物理研究所（IGP）反演得到的震级最小，为M_W 4.9，哈佛大学（GCMT）反演得到的震级最大，为M_W 5.2，二者相差0.3，各机构结果之间差异较小。不同机构演算得到的地震矩心深度差异较大，中国地震局地震预测研究所（IEF）计算得到的深度最浅，为7 km，GCMT得到的深度最深，为20.9 km，二者相差13.9 km。不难发现，国内各机构计算得到的地震矩心深度普遍较浅，在7—12 km，远小于国外机构计算的结果，造成该现象的可能原因是，国内机构拥有更多可供使用的近震台站数据，能够对地震矩心深度有更为严格的约束，而国外机构更多使用远震台站，地震矩心深度的识别精度相对较差。

2 丁青5.1级地震序列特征

截至2020年5月31日，丁青5.1级地震余震区共记录M_L ≥ 1.0余震105次，其中M_L 1.0—1.9地震18次，M_L 2.0—2.9地震73次，M_L 3.0—3.9地震13次，M_L 4.0—4.9地震1次，最大余震为3月4日M_L 4.2（M_S 3.8）地震（表 2，图 2）。由于丁青地区地震监测能力有限，未记录到M_L 0.0—0.9地震，且M_L 1.0—1.9地震记录数量明显偏低。采用最大曲率法（MAXC），加入修正系数（Wyss et al，1999；Wiemer et al，2000；Mignan et al，2012），计算得到丁青地震余震序列的最小完整性震级为M_L 2.5±0.3（图 3）。

丁青5.1级地震序列的余震集中发生在震后48小时内，共记录M_L ≥ 1.0余震33次，在随后约1个月的时间余震持续活跃，截至2月28日，共记录M_L ≥ 1.0余震72次。2月28日M_L 2.9地震发生后，M_L ≥ 2.5余震持续平静5天，随后发生序列最大余震，即3月4日M_L 4.2（M_S 3.8）地震，此后至3月11日，余震出现短期集中活动，共发生M_L ≥ 1.0余震13次。3月11日至4月26日余震活动逐渐衰减，4月27日至5月23日余震活动再次增强，共发生M_L≥1.0余震13次。在整个序列的时间演化过程中，余震活动伴随着局部时段的起伏，整体衰减趋势不显著。

丁青地震序列主震与最大余震震级差相差1.3（M_S震级），主震释放能量约占序列总能量的99.05%，属主余型地震序列（蒋海昆等，2006）。从空间分布看，主震震中与巴青—类乌齐断裂距离最近，约15 km。余震活动主要集中在主震南侧，呈NS向展布约30 km，最大余震距主震约8 km（图 4）。

在最小完整性震级计算基础上，利用最大似然法，对丁青地震序列进行G—R关系拟合，得到b=1.29±0.17，见图 5(a)。通过G—R关系拟合曲线，推测序列最大余震震级为M_L 3.9，略低于实际最大余震震级M_L 4.2。h值为修正后的大森公式（刘正荣等，1986）中地震频度随时间的衰减系数，当h＜1时，物理意义表明，震中区尚有相当多的能量要释放，此时认为序列存在异常，即已发生的地震属于前震。拟合得到丁青地震序列h值为1.1，见图 5(b)，可知该地震序列h＞1，符合主余型地震序列特征。

3 震前地震活动异常

2020年丁青5.1级地震发生前，震中附近地区出现一些地震活动异常，如低b值异常、小震调制比高值异常等，与本次地震应有一定相关性，可能为震前中短期异常。这些地震活动异常与以地震平静、空区、条带等地震时空图像为对象的传统分析方法不同，为基于地震目录计算的地震参数异常。通过震例回溯性研究发现，地震学参数可作为低监测能力区的一种有效的地震预测方法。

（1）小震调制比高值异常。以中国大陆西部地区（15°—55°N，70°—108°E）为研究对象，以农历初一和初二、初七至初九、十五至十七、廿二至廿五为固体潮调制阴历日期（韩颜颜等，2017），计算M_L 3.0以上地震调制比。结果显示，在2019年5—10月丁青5.1级地震发生前，震中附近的唐古拉地区存在调制比高值异常（图 6）。当某一区域出现调制比高值异常时，通常表明该区应力环境可能处于临界状态，未来存在发生中强以上地震的可能（张国民等，2001；陈荣华等，2006）。地震回溯性研究显示，小震调制比高值异常对异常区及其周边地区5级以上地震具有年尺度预测意义。以2007年5月7日藏东地区妥坝5.6级地震为例，在地震发生前，震中西部附近区域出现调制比高值异常，变化趋势如下：异常约在震前8个月出现，并迅速增强，于震前2个月出现下降，约震前一个月再次上升，震后消失（图 7）。结合震例，认为丁青5.1级地震的发生与小震调制比高值异常可能存在联系。

（2）藏东南地区低b值异常。以西部地区（15°—54°N，70°—108°E）为研究对象，利用M_L 3.0以上地震，以180天为窗长，10天为步长，计算该区域b值空间分布，结果显示，2019年4—10月在藏东南地区，即丁青5.1级地震震中附近地区存在低b值异常现象（图 8）。低b值异常一般反映了区域较强的应力水平，地震回溯性研究显示，中强以上地震发生前在震中附近区域普遍能够观察到持续性的低b值异常现象（Schorlemmer et al，2005；Spada et al，2013；Scholz，2015；史海霞等，2018）。以2017年11月18日西藏米林6.9级地震为例，分析震前1年震中附近地区b值分布，计算结果（图 9）显示，2017年6月17日以前，区域b值整体较高，在6月17日至米林6.9级地震发生前5个月内转而表现为低b值异常，且b值随时间递进呈逐渐降低趋势，直至地震发生，而震中位于b值最低的异常区域。2020年丁青5.1级地震的发震地点同样位于震前低b值异常区内部，结合以上震例分析，认为该异常可能与此次地震的发生有关。

（3）W_q值异常。王炜等（2000）利用BP神经网络提取多种地震学参数，将机器学习后的输出结果作为一个综合指标，定义为地震活动性特征参数W_q值，该参数对我国中强以上地震的发生具有一定中短期预测意义（王培玲等，2008；孙丽等，2016）。根据地震活动图像的变化特征，2019年10月底W_q值计算结果显示，川青藏交界的东部地区存在W_q值异常，但异常范围较小，异常不突出（图 10）。

4 藏东地区强震危险性分析

此次丁青5.1级地震发生在西藏东部地区，该区强震背景突出，1980年以来形成由6级以上地震围成的背景地震空区[图 11(a)]，2017年11月18日西藏米林6.9级和2019年4月24日西藏墨脱6.3级地震的发生，打破了该空区长期的6级地震平静。2020年丁青5.1级地震发生在该空区内部，表明藏东地区中强以上地震在6级平静打破后出现持续活动。据调查，在1938—1950年，藏东地区出现空间尺度与目前相近的地震背景空区，即1938年11月21日西藏波密6.0级地震后，逐渐形成由6级以上地震围成的走向NE、长轴达1 100 km的椭圆形地震空区[图 11(b)]；1946年9月至1948年6月，围绕该空区边界，先后发生5次7级以上地震，1950年2月23日波密6.0级地震的发生，打破了该背景空区超过11年的6级地震平静，同年8月15日，在位于空区中心的西藏察隅发生8.6级特大地震。类比1950年察隅地震前6、7级地震的时空活动特征，结合以往对大陆内部地震空区的研究和认识（陆远忠等，1982；曲延军等，2010），认为藏东6级地震空区周边及空区内部，未来数年内存在发生7级以上强震的危险。

我国大陆地区最大面应变速率结果（图 12）显示，丁青5.1级地震震中附近位于NE向挤压和NW向拉张的背景应力环境下，对比2018—2019年面应变率场与2016—2019年结果，震中附近地区NW向拉张作用呈逐渐增强趋势，有助于该区NE向断裂发生张性破裂，在此背景下，于2020年1月发生丁青5.1级地震。GPS结果显示，羌塘地块存在向NE60°运动的趋势，平均速率为（28±5）mm/a（张培震等，2003；谢平等，2007）。羌塘地块内部活动断裂发育，但无论是滑动速率还是强震的控制作用，均不能与边界带相提并论。丁青5.1级地震震中即位于羌塘地块东部，该区主要发育一系列NW走向的弧形断裂，但此次地震未发生在这些弧形断裂附近，而是发生在NW走向的巴青—类乌齐断裂和近EW走向的怒江断裂之间近NS走向、正断性质的次级构造上。而这些NW走向较大规模的活动断裂往往具备发生6级以上强震的构造条件，是藏东地区未来强震可能的孕育地点。

另外，安多—索县—丁青一带的重力演化结果（图 13）显示，2015年10月至2018年8月累积3年的重力变化，以及2015年10月至2019年9月累积4年的重力变化结果均显示，该区域存在空间范围达300 km、幅度达120 μGal的流动重力异常，根据《全国重力学科组2020年年中会商报告》，符合6.5级地震的异常判定标准（祝意青等，2018；胡敏章等，2019）。此外，2018年8月至2019年9月一年期的重力场出现反向变化，同样表明该地区存在发生6级以上地震的可能。而丁青5.1级地震与该地区预测目标震级相差较大，未能缓解该地区的强震危险性。

5 讨论及结论

丁青5.1级地震发生在藏东地区，震中位于巴青—类乌齐断裂和怒江断裂之间，是一次以拉张型破裂为主的地震。结合地震震源机制解以及区域最大面应变速率演化特征，认为丁青地震是在附近地区NW向拉张作用逐渐增强的构造背景环境下发生的。余震活动特征及序列b值、h值计算结果均显示，此次丁青地震是一次较为典型的主余型地震序列，且余震整体呈NS向展布，与震源机制反演得到的地震破裂节面走向较为一致。

通过对丁青地震前地震活动及地球物理观测异常的梳理，以及藏东地区未来强震危险性分析，得到以下认识。

（1）丁青地震震中所在为地震低监测能力区，由于地球物理观测台站较少，区域内一些中强地震发生前，震中周边仅有的地球物理测项可能并无异常出现。此次地震震中300 km范围内仅分布3个地球物理观测台站，且震中距均超过200 km，震前测项均无异常显示。因此，在低监测能力地区开展地震趋势研判工作过程中，即使附近未出现地球物理观测异常，依然不能排除该地区的地震危险性。

（2）在地震低监测能力地区，测震台站往往比地球物理观测台站分布更密集，从而具备更强的地震监测能力，如此次丁青5.1级地震，周边300 km范围内分布了7个地震台站，序列完整性震级可达M_L 2.5。因此，针对此类地区发生的5级以上地震，可利用基于小震目录的多种地震学参数计算，通过捕捉区域小地震的异常时空演化特征，获取震前可能出现的异常信息。以丁青地震为例，震前小震调制比高值异常和低b值异常的时空变化，能够为丁青地震的发生提供一定短期预测依据。各类地震学参数的时空扫描分析，为低监测能力地区的地震趋势研判提供了可行的实施方法和科学依据。

（3）通过对现有异常的系统梳理和总结，尽管小震调制比高值、低b值等异常现象，与本次丁青5.1级地震的发生可能存在一定联系，但目前存在的一些地震活动性和地球物理场异常表明，藏东地区仍具有发生6级以上地震的强震背景，丁青5.1级地震的发生未能缓解该地区的强震危险性，结合地质构造及GPS等结果，未来仍需密切关注藏东地区，尤其是一些大型活动断裂上发生强震的危险。

本文撰写得到王海涛研究员的指导和鼓励，蒋海昆研究员、晏锐研究员、孟令媛研究员和闫伟高级工程师亦给予帮助，中国地震台网中心国家地震科学数据中心（http://data.earthquake.cn）提供数据支撑，在此对他们及中国地震台网中心预报部同事的辛苦工作，一并表示衷心感谢。