皇甫崗 蘇有錦 張建國

(云南省地震局，昆明 650224)

0 引言

近百年的地震活動性觀測和研究表明，除了大小地震的近似線性關(guān)系(G－R關(guān)系)、地震序列余震頻度衰減關(guān)系(大森公式)外，不同時、空尺度上強(qiáng)震活動的時、空叢集也是一個普遍存在的基本特征。應(yīng)用不同時、空尺度上強(qiáng)震活動的時、空叢集特征，提出了地震活躍期－平靜期(或活躍時段—平靜時段)和主體活動區(qū)的概念。目前，這些概念及其分析方法在地震大形勢研判中仍然占主導(dǎo)地位，在實(shí)際應(yīng)用中也有一定的預(yù)測意義。

許多研究者對20世紀(jì)云南地區(qū)強(qiáng)震活動時、空分布特征進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)云南地區(qū)M≥6.7強(qiáng)震存在明顯的10a尺度活躍－平靜的分期特征(趙洪聲等，1993;皇甫崗等，2000，2006，2010;蘇有錦等，2001;劉祖蔭等，2002)。但由于統(tǒng)計空間和所使用地震目錄資料的不同，其研究結(jié)果存在一定的差異。在以往云南地區(qū)地震活動性統(tǒng)計研究中，“云南地區(qū)”通常有2種含義:一是指以云南省界、國界為界，包括境外一定空間尺度(0～50km)的不規(guī)則區(qū)域(趙洪聲等，1993;蘇有錦等，2001);二是指能全部包括云南省行政區(qū)的一個矩形區(qū)域，一般取 21°～29°N，97°～106°E(皇甫崗等，2000，2010;劉祖蔭等，2002)。

自1996年2月3日麗江7.0級地震后，云南地區(qū)一直處于M≥6.7強(qiáng)震平靜狀態(tài)，已超過15a。2011年3月24日，在滇緬交界的緬甸境內(nèi)發(fā)生了孟帕亞(Mong Hpayak)M7.2地震，震中為20.8°N，99.8°E(距滇西南中緬邊境線約86km)，正好位于上述研究區(qū)域(21°～29°N，97°～106°E)的邊緣。該地震的發(fā)生，提出了一個新的問題:即該地震是否屬于云南地區(qū)或南北地震帶南段上的大震?是否應(yīng)該納入到云南地區(qū)M≥6.7地震活動規(guī)律的統(tǒng)計中?在地震發(fā)生當(dāng)天，云南省地震局召開緊急會商會，提出了這一問題并啟動開展專題研究。一種觀點(diǎn)認(rèn)為，過去對云南地區(qū)地震活動的統(tǒng)計范圍為(21°～29°N，97°～106°E)，而本次地震震中為20.8°N，99.8°E，已不在統(tǒng)計區(qū)范圍，如果隨意突破，就會降低統(tǒng)計的客觀性。另一種觀點(diǎn)強(qiáng)調(diào)，明確一定的統(tǒng)計區(qū)有必要，但也要考慮構(gòu)造和地震孕震區(qū)的因素。孟帕亞7.2級地震發(fā)震構(gòu)造向東北一直延伸到云南省勐臘縣，與云南西南部屬于同一構(gòu)造和動力系統(tǒng)。

回答這一問題，對認(rèn)識和判定當(dāng)前和未來一個時段(10～15a)云南地區(qū)強(qiáng)震活動趨勢有重要意義，是本文研究的主要目的。

1 孟帕亞7.2級地震

1.1 基本參數(shù)

據(jù)中國地震臺網(wǎng)測定，2011年3月24日21時55分13秒，在滇緬交界緬甸境內(nèi)孟帕亞發(fā)生M7.2地震，震源深度20km。對比中國地震臺網(wǎng)中心(CENC)、美國國家地震信息中心(NEIC)以及法國歐洲－地中海地震中心(CSEM)定位結(jié)果，震中誤差＜5km;考慮震級標(biāo)度不同，難以嚴(yán)格比較，但至少達(dá)到MS7水平;震源深度在8～20km范圍(表1)。

表1 不同地震機(jī)構(gòu)測定的孟帕亞地震基本參數(shù)Table 1 The main parameters of Mong Hpayak earthquake measured by different institutions

表2 孟帕亞地震震源機(jī)制解Table 2 The focal mechanism of Mong Hpayak earthquake

1.2 發(fā)震斷裂

據(jù)McCaughey等(2011)報道，孟帕亞7.2級地震的發(fā)震構(gòu)造為孟帕亞－勐臘斷裂，緬甸稱之為Nam Ma斷裂(Wanpeng et al.，2013;Wang et al.，2013)。斷裂總體呈N70°E展布，東起于云南省勐臘縣，向SWW方向沿Nam Ma河延伸，經(jīng)云南勐滿等盆地，止于緬甸撣邦塔萊(Tarlay)盆地，全長約200km，其中在云南境內(nèi)長約60km。孟帕亞－勐臘斷裂東、西兩端都發(fā)育了一組近SN向的次級正斷層，并與主斷裂一起共同控制了呈反對稱狀分布的中國境內(nèi)勐臘盆地和緬甸境內(nèi)塔萊盆地，該現(xiàn)象很好地體現(xiàn)了孟帕亞－勐臘斷裂左旋走滑活動導(dǎo)致的尾端拉張效應(yīng)。據(jù)云南省地質(zhì)局(1978)編制的1/20萬勐臘幅地質(zhì)圖，勐臘盆地晚第四系厚度超過250m，這在該地區(qū)同等規(guī)模的其他第四紀(jì)斷陷盆地中并不多見，是孟帕亞－勐臘斷裂晚第四紀(jì)以來強(qiáng)烈左旋走滑活動的反映。高分辨率衛(wèi)星影像解譯表明，孟帕亞－勐臘斷裂具有明顯的左旋走滑活動特征，并在斷裂端部段落形成典型的第四紀(jì)尾端拉分盆地，同時沿斷裂境內(nèi)外不同級次水系、洪積扇被左旋錯斷的現(xiàn)象也非常普遍。如圖1所示，跨孟帕亞－勐臘斷裂的湄公河有12km的左旋位錯。

圖1 孟帕亞M7.2級地震的發(fā)震構(gòu)造圖(據(jù)McCaughey et al.，2011)Fig.1 The seismogenic tectonics of Mong Hpayak M7.2 earthquake(after McCaughey et al.，2011).

緬甸國家地震委員會(MEC)現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)，地震地表破裂帶位于孟帕亞－勐臘斷裂最西段塔萊村一帶。地震斷層面走向N70°E，傾向NW，傾角80°以上(近直立)，破裂長度約30km，地表最大左旋水平位錯2m、垂直位錯僅數(shù)cm。伴有地表開裂、地面鼓起、地面沉陷、砂土液化等豐富的同震變形現(xiàn)象(McCaughey et al.，2011;Aungh，2012)。

2 滇緬交界強(qiáng)震構(gòu)造與動力背景

分析和探討滇緬交界孟帕亞7.2級地震對云南強(qiáng)震活動趨勢的影響及意義，問題的實(shí)質(zhì)歸結(jié)于厘清滇、緬兩地強(qiáng)震活動的構(gòu)造與動力條件聯(lián)系。

國內(nèi)外許多研究(李春昱等，1982;李方夏，1995;Smyth et al.，2007;Van Leeuwen et al.，2007;Hall，2009)表明，同處青藏高原東南隅的云南、緬甸地區(qū)，自印度板塊與歐亞板塊碰撞以來，其地殼運(yùn)動與變形的整個動力學(xué)過程和機(jī)制，無論是滇、緬之間，還是它們與青藏高原的發(fā)育演化之間，都存在著難以分割的密切聯(lián)系。這樣的聯(lián)系甚至可以追索至兩大板塊碰撞之前更加久遠(yuǎn)的地質(zhì)歷史、擴(kuò)展至滇、緬地區(qū)以外更加廣闊的空間范圍。

許志琴等(2011)和Ian(2011)研究認(rèn)為，至少自顯生宙以來，包括中國西南地區(qū)和緬甸、泰國、印度支那、馬來半島、蘇門答臘、爪哇、婆羅洲、巽他陸棚等在內(nèi)的廣大區(qū)域，是由裂離于南方岡瓦納古陸或北方勞亞古陸的一系列規(guī)模與時代各異的大小陸塊，伴隨多期特提斯洋的張開、消減、閉合，與介于各陸塊之間的島弧以及代表閉合特提斯洋盆殘留物的縫合帶(包括邊緣海)等構(gòu)成的，具有顯著時空演化不均勻特征的復(fù)雜拼貼體。其間，實(shí)皆、怒江、瀾滄江、紅河等跨越國境的古板塊縫合帶或深大斷裂帶是本區(qū)域的主干構(gòu)造。受青藏高原持續(xù)隆升派生的強(qiáng)大側(cè)向擠出動力驅(qū)動，造就了以大型古板塊縫合帶為主要控制性邊界、與其他復(fù)活或新生斷裂帶相配套、以大規(guī)模水平走滑運(yùn)動為主要特征的活動構(gòu)造格局。如圖2所示，其中不乏跨越國界的、包括發(fā)生孟帕亞7.2級地震的孟帕亞－勐臘斷裂在內(nèi)的一系列跨國活動構(gòu)造帶。

許志琴等(2011)以印度－歐亞板塊碰撞以來區(qū)域大地構(gòu)造演化過程與動力學(xué)機(jī)制為主線，依據(jù)構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、巖石及同位素地球化學(xué)等方面的大量證據(jù)，把與碰撞相關(guān)的大地構(gòu)造單元劃分為:青藏中央高原、岡底斯－喜馬拉雅主俯沖/碰撞造山帶、青藏高原周緣擠壓轉(zhuǎn)換造山帶和側(cè)向擠出地體群(圖3)。

如圖3所示，由青藏高原側(cè)向擠出驅(qū)動力控制的“川－滇－緬－印支側(cè)向擠出地體群”的空間范圍，涵蓋了嘉黎－高黎貢－實(shí)皆斷裂以東、鮮水河－小江－奠邊府?dāng)嗔岩晕鞯膹V大地區(qū)，并恰好對應(yīng)著最新GNSS大地形變觀測所揭示的，圍繞東喜馬拉雅構(gòu)造結(jié)順時針旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的范圍(Simons et al.，2007)?；谶@些觀測與認(rèn)識作進(jìn)一步推論:川－滇－緬－印支北部地區(qū)現(xiàn)今地殼運(yùn)動與大震活動的主控力源可能是來自青藏高原的強(qiáng)大側(cè)向擠出動力。因此，分析探討云南及其周邊大震活動的時空特征不應(yīng)僅限于境內(nèi)資料，而必須注重區(qū)域地震構(gòu)造與動力系統(tǒng)研究的全面性和完整性。滇、緬交界地區(qū)地震構(gòu)造的具體展布特征顯示，該區(qū)域主要發(fā)育NE向和NW向2組斷裂構(gòu)造(圖4)。

2.1 NE向斷裂系

NE向斷裂系主要形成于古生代末期的加里東運(yùn)動，后經(jīng)多期構(gòu)造變動和改造，成為滇、緬交界地區(qū)的主體斷裂構(gòu)造。新生代以來印度板塊的持續(xù)北向運(yùn)動和來自青藏高原的側(cè)向擠出，導(dǎo)致實(shí)皆斷裂大規(guī)模強(qiáng)烈右旋走滑，在很大程度上控制著滇、緬交界NE向斷裂系的同步左旋錯動(Vigny et al.，2003;Wang et al.，2011)。在由實(shí)皆、紅河、奠邊府?dāng)嗔褞鶉薜娜切螀^(qū)域內(nèi)，由北向南近等間距發(fā)育了大盈江、龍陵－瑞麗、南汀河、孟連、打洛－景洪、勐龍、孟帕亞－勐臘、梅江、孟昏、奠邊府等10余條NE向斷裂。其中絕大多數(shù)都是跨國界的全新世活動斷裂，且大多發(fā)生過7級地震(圖4)。

2.2 NNW斷裂系

圖2 滇、緬地區(qū)及鄰區(qū)地震構(gòu)造簡圖(據(jù)鄧起東等，2007和 Ian，2011修改)Fig.2 The sketch of seismotectonics in Yunnan-Myanmar and the adjacent areas(after DENG Qi-dong et al.，2007;Ian，2011).

在云南西部滇、緬交界地帶，發(fā)育1組總體走向NNW的斷裂帶，中國境內(nèi)總長超過600km。該斷裂帶具有明顯的正在貫通的新生活動斷裂特征，有學(xué)者將其稱為“龍陵－瀾滄新生斷裂帶”(虢順民等，2000)(圖4中粗紅線所示)。顯示除NE向繼承性活動斷裂外，還存在1組具有孕育和發(fā)生大地震能力的NNW向斷裂帶(劉正榮，1978;陳立德等，1979)，其在地表形跡上多處呈現(xiàn)被NE向斷裂分割或交切(圖4)。

3 云南地區(qū)強(qiáng)震活躍期認(rèn)識

20世紀(jì)(1900—1999年)云南地區(qū)M≥6.7的強(qiáng)震活動存在明顯的10a尺度的活躍－平靜分期特征，進(jìn)一步可以劃分為4個強(qiáng)震活躍期，分別為1913—1925年、1941—1955年、1970—1979年、1988—1996年;活躍期持續(xù)時間為8～14a，其間相對平靜時間為9～16a;活躍期大震容量為3～4次;地震活動的主體地區(qū)有以紅河斷裂為界，東、西部交替活動的特征，20世紀(jì)第Ⅰ、Ⅲ活躍期在東部，第Ⅱ、Ⅳ活躍期在西部，而且首發(fā)地震位于同一斷裂系(趙洪聲等，1993，2000;皇甫崗等，2000，2006，2010;蘇有錦等，2001;劉祖蔭等，2002)。

圖3 印度－亞洲碰撞大地構(gòu)造單元(據(jù)許志琴等，2011)Fig.3 The geotectonic units related to the collision between India and Asia(after XU Zhi-qin et al.，2011).

皇甫崗等(2010)提出，以往云南地區(qū)M≥6.7地震活動規(guī)律研究中地震目錄的取值空間值得討論，認(rèn)為四川馬邊1936年發(fā)生的2次6.8級地震與1917年云南大關(guān)6.8級地震、1971年昭通7.1級地震均同屬馬邊－大關(guān)地震帶上的強(qiáng)震，構(gòu)造成因上密切相關(guān)，應(yīng)該納入云南地區(qū)強(qiáng)震活動規(guī)律的統(tǒng)計中，進(jìn)而提出20世紀(jì)云南地區(qū)第Ⅱ個強(qiáng)震活躍期為1936—1955年。研究區(qū)調(diào)整為21°～29°N，97°～106°E，馬邊一帶強(qiáng)震納入分析，不僅第Ⅱ活躍期持續(xù)時間增長，而且其首發(fā)地震低于7級，這也是對以往認(rèn)識上的一個新變化。

圖4 滇、緬交界地區(qū)斷裂構(gòu)造與強(qiáng)震活動空間分布(據(jù)姜葵等，1993修改)Fig.4 Fault structures and strong earthquakes in the border area between Yunnan and Myanmar(after JIANG Kui et al.，1993).地震資料取自1900年至今

2011年孟帕亞M7.2地震的發(fā)生，引發(fā)了對云南地區(qū)地震活動規(guī)律的進(jìn)一步探索。正如前述，孟帕亞地震發(fā)震構(gòu)造為孟帕亞－勐臘斷裂帶，在緬甸境內(nèi)被稱為Nan Ma斷裂帶，與云南地區(qū)西部構(gòu)造相連，介質(zhì)條件以及動力系統(tǒng)基本相同，該地震屬于滇、緬交界NNW向地震帶(圖5)。將2011年孟帕亞7.2級地震納入云南地區(qū)強(qiáng)震活動規(guī)律統(tǒng)計研究，并作為云南地區(qū)新一輪強(qiáng)震活躍期啟動的首發(fā)大震，似乎更加客觀一些(圖6)(皇甫崗等，2013)。

4 結(jié)束語

30年來，對于云南地區(qū)地震活動規(guī)律的認(rèn)識不斷深化，尤其基于強(qiáng)震時空成叢分布的特點(diǎn)劃分的云南地區(qū)M≥6.7強(qiáng)震活躍期，對于地震預(yù)測預(yù)報的實(shí)踐發(fā)揮了重要作用。

圖5 滇、緬交界M≥6.0地震震中(a)與震源破裂(b)(據(jù)蘇有錦等，2000，2001修改)Fig.5 The M≥6.0 earthquake epicenters(a)and focal ruptures(b)in border area between Yunnan and Myanmar(after SU You-jin et al.，2000，2001).

圖6 云南地區(qū)M≥6.7地震活躍－平靜期劃分(1900—2012)(皇甫崗等，2013)Fig.6 The active and calm periods of M≥6.7 earthquakes in Yunnan area(1900—2012)(after HANGFU Gang et al.，2013).

研究地震活動性，應(yīng)當(dāng)重視主控地震孕育、發(fā)展、發(fā)生及調(diào)整過程的介質(zhì)、構(gòu)造和動力因素，即便是用統(tǒng)計的方式刻畫地震活動特征，也要充分考慮這些重要的相關(guān)因素。

2011年3月24日滇、緬交界緬甸境內(nèi)發(fā)生的孟帕亞7.2級地震系云南地區(qū)21世紀(jì)第Ⅰ期強(qiáng)震活躍期首發(fā)大震，意味著云南地區(qū)未來12a左右的時間范圍內(nèi)，存在著6、7級地震多發(fā)的可能，而且根據(jù)云南地區(qū)強(qiáng)震活躍期主體活動地區(qū)交替的特點(diǎn)，需要重視紅河斷裂帶以東地區(qū)的強(qiáng)震危險。