龍鋒， 祁玉萍， 易桂喜，2* ， 吳微微，2， 王光明， 趙小艷， 彭關(guān)靈

1 四川省地震局， 成都 610041 2 中國(guó)地震局成都青藏高原地震研究所， 成都 610041 3 云南省地震局， 昆明 650224

0 引言

據(jù)中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)測(cè)定，2021年5月21日21時(shí)48分，在云南省大理州漾濞縣發(fā)生MS6.4地震，震中位于25.67°N、99.87°E，震源深度8 km.此次地震最高烈度為Ⅷ度，Ⅵ度區(qū)及以上面積約6600 km2(含洱海)，等震線長(zhǎng)軸呈NNW走向(圖1)，長(zhǎng)軸106 km，短軸76 km，涉及大理州6縣市(云南省地震局，2021)，是繼2014年8月3日魯?shù)镸S6.5和10月7日景谷MS6.6地震后，云南地區(qū)發(fā)生的又一次顯著破壞性地震，共造成37人傷亡，其中死亡3人、重傷9人.此次地震屬于一次典型的前震-主震-余震型事件，自2021年5月18日起，震源區(qū)域小震密集活動(dòng)(圖2)，至主震前共發(fā)生350余次地震活動(dòng)，包括5次MS4.0以上地震，其中最大前震為21日21時(shí)21分25秒發(fā)生的MS5.6地震，距離MS6.4主震約6 km.主震后，云南區(qū)域地震臺(tái)網(wǎng)記錄到了豐富的余震序列，截至2021年 5月26日，共記錄到0級(jí)以上余震2426次，其中，ML0.1～0.9地震1492次，ML2.0～2.9地震383次，ML3.0～3.9地震67次，ML4.0～4.9地震21次，ML5.0～5.9地震5次，最大余震為5月21日22時(shí)31分發(fā)生在余震區(qū)南東段的MS5.2(ML5. 7)地震.

本次漾濞地震發(fā)生在川滇塊體的西南邊界，位于青藏高原向東擠出的離散地帶(圖1).川滇塊體的SE向滑移導(dǎo)致該區(qū)域發(fā)育一系列右階斜列的NW向活動(dòng)斷裂，包括嘉黎斷裂、中甸—大具斷裂、紅河斷裂(羅睿潔等，2015).其中，作為川滇塊體西南邊界的紅河斷裂為一條大型右旋走滑斷裂，滑動(dòng)速率約5 mm·a-1(Tapponnier et al., 1990)，有歷史地震記載以來(lái)，沿該斷裂曾發(fā)生多次破壞性地震，包括1652年彌渡7級(jí)和1925年大理7級(jí)地震.中甸—大具斷裂具明顯的右旋走滑兼正斷性質(zhì)，全新世以來(lái)的水平右旋滑動(dòng)速率為1.7～2.0 mm·a-1，垂直滑動(dòng)速率為0.6～0.7 mm·a-1，與其北側(cè)的金沙江斷裂帶一起，共同構(gòu)成川滇塊體的西北邊界(常祖峰等，2014).楚雄斷裂以右旋走滑運(yùn)動(dòng)為主，水平走滑速率 1.6～2.0 mm·a-1(常祖峰等，2015)，歷史上，該斷裂附近曾發(fā)生1680 年楚雄63/4級(jí)地震和多次中強(qiáng)地震.距離本次漾濞6.4級(jí)地震最近的維西—喬后斷裂北起雪龍山東麓白濟(jì)訊一帶，經(jīng)維西、通甸、喬后，止于點(diǎn)蒼山西南，長(zhǎng)約280 km，整體上表現(xiàn)出右旋走滑運(yùn)動(dòng)，晚第四紀(jì)活動(dòng)特征明顯，與紅河斷裂具有相似的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征，因此現(xiàn)有研究認(rèn)為維西—喬后斷裂應(yīng)該屬于紅河斷裂的北延部分，是塊體運(yùn)動(dòng)變形的主要載體，承擔(dān)和吸收了川滇北側(cè)塊體傳遞過(guò)來(lái)的運(yùn)動(dòng)能量(常祖峰等，2016).此外，該區(qū)域還發(fā)育多條NE向斷裂，包括高角度逆沖兼左旋走滑的麗江—小金河斷裂(向宏發(fā)等，2002)，是分隔川滇塊體南、北兩個(gè)次級(jí)塊體的邊界(徐錫偉等，2003)；鄰近震中的龍?bào)础獑毯髷嗔炎呦?5°～20°，長(zhǎng)約120 km，是切割紅河斷裂帶的次級(jí)斷裂(湯勇，2014).受川滇塊體SE向滑移和滇西南地區(qū)的順時(shí)針旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)影響，區(qū)域內(nèi)構(gòu)造大多為走滑型，略兼正傾分量.

圖1 2021年漾濞MS6.4地震附近區(qū)域構(gòu)造與1500年以來(lái)6.5級(jí)以上歷史地震分布圖1中灰色區(qū)域?yàn)檠∕S6.4地震等震線分布.右下角索引圖中黑色實(shí)線為塊體邊界(張培震等，2003)；藍(lán)色方框?yàn)閳D1所在的區(qū)域.Fig.1 Regional tectonic setting around the 2021 MS6.4 Yangbi earthquake for MS≥6.5 historical strong earthquakes since 1500Gray-shaded region in figure 1 shows the isoseismal map of the MS6.4 Yangbi earthquake. Black solid lines in the inset map are the active block boundaries (Zhang et al., 2003); blue rectangle indicates the region of Fig.1.

地震序列的空間展布可為認(rèn)識(shí)發(fā)震構(gòu)造及破裂過(guò)程提供重要依據(jù)，震源機(jī)制解對(duì)了解發(fā)震構(gòu)造及孕震機(jī)理具有重要意義(Zhang et al., 2015).本文基于云南區(qū)域地震臺(tái)網(wǎng)記錄的震相報(bào)告和地震波形資料，利用“多階段定位”方法(Long et al., 2015)對(duì)序列進(jìn)行重新定位，采用Cut and Paste(簡(jiǎn)稱CAP)波形反演方法(Zhao and Helmberger，1994；Zhu and Helmberger，1996)，反演本次漾濞地震序列MS4.0以上地震的震源機(jī)制解和震源矩心深度，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)資料，分析了漾濞地震的發(fā)震構(gòu)造及其機(jī)理.

1 資料與定位方法

為保證足夠的樣本量從而使得相對(duì)定位結(jié)果更穩(wěn)健，本文以漾濞一帶(99.4°E—100.5°E，25°N—26.2°N)為研究區(qū)域，收集整理了2018年1月1日至2021年5月26日云南地震臺(tái)網(wǎng)記錄到的該區(qū)域內(nèi)2800次高質(zhì)量的ML≥1.0地震事件的震相到時(shí)信息.選取震中距200 km范圍內(nèi)32個(gè)臺(tái)站(圖3)的初至P波震相36346條，S波震相28742條，利用和達(dá)曲線剔除2.5倍均方差以外的離散數(shù)據(jù)(圖4)，以提高震相到時(shí)精度；同時(shí)，基于和達(dá)曲線，計(jì)算出研究區(qū)內(nèi)的平均波速比為1.70.

圖2 2021年漾濞MS6.4地震序列M-t圖右上角為2021年5月21日20—23時(shí)的M-t圖，EQ1、EQ2和EQ3分別是MS5.6最大前震、MS6.4主震和MS5.2最大余震.Fig.2 M-t diagram of the 2021 MS6.4 Yangbi earthquake sequenceUpper-right panel shows the M-t diagram from 20∶ 00 to 24∶ 00 on May 21， EQ1， EQ2 and EQ3 represents the largest MS5.6 foreshock, the MS6.4 mainshock and the largest MS5.2 aftershock, respectively.

圖3 本文所使用的臺(tái)站及參與定位的地震事件藍(lán)色三角形代表臺(tái)站；綠點(diǎn)為地震；紅色五角星標(biāo)示漾濞MS6.4主震位置；黑色方框?yàn)檠芯繀^(qū).Fig.3 Distribution of used seismic stations and eventsBlue triangles are the seismic stations selected for analysis, green dots are local historical earthquakes, red star is the epicenter of the MS6.4 Yangbi mainshock, respectively.

圖4 研究區(qū)內(nèi)震相的和達(dá)曲線及挑選范圍藍(lán)色虛線代表擬合直線的2.5倍均方差.Fig.4 Wadadi diagram and the phase data selected regionBlue dashed lines represent the limits for 2.5σ of the fit line.

地震定位精度除了涉及到時(shí)拾取的準(zhǔn)確性，還取決于計(jì)算理論到時(shí)所用的速度模型與實(shí)際速度結(jié)構(gòu)的符合程度(Peters and Crosson, 1972).在初始模型的選擇上，本文綜合考慮了地震面波(胡家富等，2005)和噪聲成像獲得的主震附近地區(qū)的速度結(jié)構(gòu)(Yang et al., 2020；姚華建，2020)，并結(jié)合接收函數(shù)反演結(jié)果(胡家富等，2005)確定了殼內(nèi)主要界面的深度.基于“多階段定位”方法(Long et al., 2015)，對(duì)速度結(jié)構(gòu)和到時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行校正，并得到最終結(jié)果，其過(guò)程為：首先，利用HYPOINVERSE2000(Klein, 2002)進(jìn)行初步定位，獲取定位誤差、臺(tái)站校正等相關(guān)信息；其次，挑選具有8個(gè)以上臺(tái)站記錄、最大臺(tái)站方位角間隙小于90°的震相信息，進(jìn)行“最小一維模型”反演(Kissling, 1988; Kissling et al., 1994)，獲取更適合研究區(qū)的一維速度模型(表1)與臺(tái)站校正值.由于所用震相都為直達(dá)波，且初步統(tǒng)計(jì)顯示大部分地震都分布在10 km深度以內(nèi)，因此，實(shí)際上我們僅得到了深度10 km以內(nèi)的上地殼速度值，10 km以下的界面深度及其速度值直接采用接受函數(shù)和面波反演(胡家富等，2005)得到的結(jié)果；第三，使用新的速度模型和扣除臺(tái)站校正值后的數(shù)據(jù)，再次使用HYPOINVERSE2000更新震源位置和時(shí)間，并以此作為后續(xù)雙差定位(Waldhauser and Ellsworth, 2000)的初始值.計(jì)算時(shí)采用10 km搜索半徑，經(jīng)3輪LSQR迭代(Paige and Saunders, 1982)，最終得到了2545次地震的精確定位結(jié)果，其中，重新定位的漾濞地震序列事件1534次.EW向、NS向和垂直向的相對(duì)平均定位誤差分別為120 m、264 m、398 m，平均走時(shí)殘差為0.18 s.

表1 本文使用的漾濞地區(qū)一維速度模型Table 1 1-D velocity structure used for the Yangbi area

本次漾濞地震序列中3次MS5.0以上事件的重定位參數(shù)分別為：MS5.6最大前震發(fā)震時(shí)刻為2021-05-21 21:21:25.34，震中位置為25.645°N、99.927°E，震源深度6.5 km；MS6.4主震的發(fā)震時(shí)刻為2021-05-21 21:48:34.92，震中源位置為25.692°N、99.876°E，震源深度7.8 km；MS5.2最大余震的發(fā)震時(shí)刻為2021-05-21 22:31:10.68，震中位置為25.604°N、99.977°E，震源深度9.4 km.

2 序列時(shí)空發(fā)展特征

重新定位后的漾濞地震序列呈NW-SE向展布(圖5a)，位于維西—喬后斷裂的SW側(cè)，二者存在3～10 km的距離.3次MS5.0以上地震分列于余震區(qū)的不同部位：MS5.6最大前震(EQ1)位于中段，MS6.4主震(EQ2)位于NW端，MS5.2最大余震(EQ3)位于余震區(qū)南東段.整個(gè)序列呈現(xiàn)北西窄、南東寬的空間展布特點(diǎn)，且地震密集區(qū)限定在主震SE側(cè)，NW側(cè)僅有少量地震分布，說(shuō)明主震的SE向單側(cè)破裂特征明顯(雷興林等，2021).此外，序列的空間散落疏密程度也有差異：北西段更密集，南東段則相對(duì)分散，且似乎有偏離序列整體NW-SE走向的趨勢(shì)；在離開(kāi)序列主干部分的北西段，還存在兩個(gè)小震叢集.最大前震EQ1和主震EQ2各自的叢集范圍在空間上并不連續(xù)，存在地震相對(duì)稀疏段.

為了展現(xiàn)序列的空間分布細(xì)節(jié)，我們采用0.003°的步長(zhǎng)，計(jì)算了每個(gè)空間節(jié)點(diǎn)半徑1 km范圍內(nèi)的地震密度，以頻度對(duì)數(shù)(lgN)表示.從地震空間密度圖(圖5b)可以看出，序列由8個(gè)叢集組合而成.其中，叢集A、B、C包含了序列中的3次5.0級(jí)以上地震，這3個(gè)叢集規(guī)模最大，走向基本一致，奠定了本次漾濞地震序列空間分布的總體尺度與展布方向；叢集D、E位于序列的南東段，在走向上，有明顯的向南(S)轉(zhuǎn)折偏離序列主干的跡象；主震NW側(cè)的叢集F小震稀疏.值得注意的是，叢集G、H離開(kāi)了余震區(qū)主干北西段，但規(guī)模不大，長(zhǎng)度約5 km，總體呈NE-SW走向，垂直于漾濞地震主干序列，似乎形成多處共軛破裂的態(tài)勢(shì).

圖5 精定位后的序列震中分布圖(a)及密度分布圖(b)EQ1、EQ2和EQ3分別代表最大前震、主震和最大余震.圖5a中的虛線標(biāo)示剖面位置.Fig.5 Distribution of epicenter of the relocated events (a) and its density (b)EQ1，EQ2 and EQ3 are the largest foreshock, mainshock and the largest aftershock, respectively. The dashed lines in Figure 5a are the locations of cross-sections for Figs.6 and 7.

為了更細(xì)致地研究序列在垂向上的分布細(xì)節(jié)，我們沿不同方向劃分了投影剖面.其中AA′剖面沿余震區(qū)長(zhǎng)軸方向，投影寬度為剖面線兩側(cè)10 km；BB′、CC′和DD′為位于余震區(qū)不同段落且垂直長(zhǎng)軸的剖面，投影寬度均為剖面線兩側(cè)各3 km.

AA′震源深度剖面(圖6a)顯示，漾濞地震序列密集區(qū)長(zhǎng)約22 km、寬約5 km.在深度上，序列南東段相比北西段更深，其下邊界從北西段的7 km左右下降至SE端的10 km左右；上邊界也展現(xiàn)出同樣的分布規(guī)則，從0 km下降至4 km.從震中分布圖上察覺(jué)到的前震與主震叢集之間的地震相對(duì)稀疏段在剖面密度圖上展現(xiàn)得更為細(xì)致(圖6b)，該稀疏段長(zhǎng)約2 km(圖6b中箭頭所指)，在空間上更靠近EQ1，即MS5.6最大前震，因此可以判定該稀疏段是由5.6級(jí)前震西向破裂造成的應(yīng)力完全釋放區(qū).這種序列中強(qiáng)震附近存在的小震空段或稀疏段在2014年康定MS6.3地震序列(易桂喜等，2015；Fang et al., 2015)、2017年九寨溝MS7.0地震序列(易桂喜等，2017；房立華等，2018)中也曾出現(xiàn)，初步推測(cè)應(yīng)該與震源區(qū)較大的凹凸體(Aki，1984)完全破裂有關(guān)，進(jìn)而可以證明凹凸體可能是走滑型斷裂主要的孕震模式.震源深度Hp統(tǒng)計(jì)顯示，序列優(yōu)勢(shì)分布深度為4～8 km(圖6c)，平均深度約6 km，反映本次地震發(fā)生在上地殼淺部.

圖6 AA′剖面地震分布圖(a) 整個(gè)序列，箭頭指示深度延展方向; (b) 為a中的虛線框部分放大，色塊代表地震頻度對(duì)數(shù)，計(jì)算節(jié)點(diǎn)為0.1×0.1 km，半徑0.5 km，要求每個(gè)節(jié)點(diǎn)地震數(shù)大于7，其中箭頭所指為小震稀疏段; (c) 深度統(tǒng)計(jì)圖.Fig.6 Earthquake distribution along the cross-section AA′(a) Distribution of the whole earthquake sequence, the arrow points to the extension direction of focal depth; (b) Detailed earthquake distribution within the dashed rectangle region in Fig.6a, color blocks refer to the logarithm of seismic frequency N of each grid. The grid size is 0.1×0.1 km, and the frequency N within radius <5 km were calculated, but only the grids with N>7 were plotted. The arrow indicates the seismic sparse segment; (c) Histogram of focal depths.

根據(jù)橫跨序列地震密集區(qū)南東段的BB′深度剖面(圖7a)，可以分辨出兩個(gè)明顯的傾向SW的地震叢集，傾角60°～70°，其中，靠NE側(cè)的叢集對(duì)應(yīng)密度圖(圖5b)中的B和C，而靠SW側(cè)的叢集對(duì)應(yīng)D和E.MS5.2最大余震(EQ3)位于NE側(cè)叢集的下邊界(圖7a).位于地震密集區(qū)中段的CC′剖面呈現(xiàn)出一個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單的、傾向SW的地震叢集，傾角約70°左右，MS5.6前震(EQ1)位于密集區(qū)的中下邊界(圖7b).橫穿MS6.4主震(EQ2)附近區(qū)域的DD′剖面地震高度叢集，展示出傾向SW、傾角80°左右的發(fā)震構(gòu)造特征，主震位于叢集的下部(圖7c).這3條垂直余震區(qū)長(zhǎng)軸的深度剖面反映該序列的發(fā)震構(gòu)造具有從NW至SE由簡(jiǎn)單到復(fù)雜、由陡傾角逐漸變緩的變化形態(tài)，揭示本次地震序列的發(fā)震構(gòu)造分段特征明顯，幾何結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜.

圖7 BB′、CC′、DD′垂直剖面地震分布圖紅色虛線為推測(cè)的發(fā)震構(gòu)造.Fig.7 Cross-sections of BB′, CC′ and DD′Red dashed lines are the inferred seismogenic faults.

漾濞地震序列是一個(gè)典型的前震—主震—余震型序列.理論上，有關(guān)前震的發(fā)生目前存在兩種有爭(zhēng)議的認(rèn)識(shí)和解釋，即級(jí)聯(lián)(cascade)(Ellsworth and Bulut, 2018)與預(yù)滑(pre-slip)(Bouchon et al., 2011).其中，前者屬于局部應(yīng)力觸發(fā)，后者是由于無(wú)震滑移(aseismic slip)或慢滑移(slow slip)突然加速進(jìn)入動(dòng)態(tài)破裂所致.在表象上，前者需要地震在空間上高度叢集，后者則無(wú)此必然要求.無(wú)論是數(shù)值模擬、巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)還是具體的震例，這兩種模式都有各自的支持證據(jù)(Ampuero and Rubin, 2008； Dublanchet, 2018； McLaskey, 2019；Ellsworth and Bulut, 2018； Yoon et al., 2019；Dodge et al., 1996).

我們通過(guò)繪制不同時(shí)段的序列事件在長(zhǎng)軸剖面AA′上的投影(即D-t圖)來(lái)研究本次地震序列的發(fā)展特征.從圖8可以看出，序列發(fā)展可分為三個(gè)階段：第一個(gè)階段(stage 1)自2021年5月18日晚開(kāi)始，于次日凌晨結(jié)束，空間上分布于最大前震EQ1的位置附近，呈高度叢集狀態(tài)，尺度約2 km，叢內(nèi)地震震級(jí)以3～4級(jí)地震為主(圖8，stage 1中的方框)；第二階段(stage 2)從5月19日夜間開(kāi)始一直持續(xù)到21日白天，此階段地震相對(duì)分散，位于第一階段地震叢的NW側(cè)，尺度約7 km.其兩端邊界基本上就是后來(lái)發(fā)生最大前震EQ1和主震EQ2的位置所在，在這個(gè)階段發(fā)生了一系列3～4級(jí)地震(圖8，stage 2中的方框).第三階段(stage 3)即MS5.6前震EQ1發(fā)生后的整個(gè)時(shí)段.我們注意到，從階段一到階段三，地震序列的空間展布范圍逐漸擴(kuò)大.鑒于本次地震震源所在區(qū)域構(gòu)造以走滑型為主，而走滑型地震容易在地震破裂兩端形成庫(kù)倫應(yīng)力增強(qiáng)區(qū)域，當(dāng)?shù)卣鹪诳臻g上足夠密集時(shí)，先發(fā)生的地震造成的應(yīng)力擾動(dòng)可能會(huì)觸發(fā)相鄰段落發(fā)生后續(xù)地震，從而形成級(jí)聯(lián)形式的破裂.

當(dāng)然，僅依據(jù)地震時(shí)空分布特征這一表象來(lái)確定前震的發(fā)生模式是粗淺的，得到的結(jié)果帶有較大的不確定性.更細(xì)致的工作需采用波形互相關(guān)將定位精度控制到幾十米甚至更高的量級(jí)，還需要計(jì)算應(yīng)力降、破裂半徑等以查看震源在時(shí)空遷移過(guò)程中的重疊與覆蓋，進(jìn)而判斷前震的發(fā)生模式.這些工作我們將在后續(xù)研究中開(kāi)展.

從圖8中還可以看出，前震序列基本是從余震區(qū)中段向NW擴(kuò)展，主震則自NW端向SE破裂了整個(gè)余震區(qū).序列的南東段在前兩個(gè)階段是無(wú)響應(yīng)的，由此可初步判斷該段的應(yīng)力狀態(tài)和構(gòu)造特征與北西段存在差異，南東段精定位后的序列震中分布所展現(xiàn)出的構(gòu)造分叉和轉(zhuǎn)向(圖5)也證實(shí)了這一認(rèn)識(shí).在第三階段，MS6.4主震EQ2發(fā)生后，余震區(qū)中段EQ1震中所在附近區(qū)域的地震發(fā)生率相對(duì)較低(圖8中stage 3中的陰影區(qū)域)，也反映了該段是MS5.6前震應(yīng)力完全釋放區(qū).

圖8 2021年MS6.4漾濞地震序列的時(shí)空發(fā)展模式虛線為不同階段的邊界；實(shí)線方框?yàn)榍罢鹦蛄械臅r(shí)空擴(kuò)展范圍；箭頭為序列的擴(kuò)展方向；灰色影區(qū)為地震平靜的時(shí)空域.Fig.8 Evolution pattern of the 2021 MS6.4 Yangbi earthquake sequenceThe dashed lines mark the boundaries of different stages, the solid line boxes indicate the temporal-spatial extension regions of the foreshock sequence, the arrows show the propagation directions of the sequence, and the gray area is the seismic quiescence region.

3 序列震源機(jī)制解

本文采用CAP波形反演方法(Zhao and Helmberger，1994；Zhu and Helmberger，1996)，獲得2021年5月18日以來(lái)序列中具有高信噪比寬頻帶波形記錄的13次MS≥4.0地震的震源機(jī)制解和震源矩心深度.該方法通過(guò)對(duì)體波和面波部分分別滑動(dòng)擬合的方式，用以補(bǔ)償計(jì)算時(shí)所采用的一維速度模型所不具備的真實(shí)結(jié)構(gòu)的橫向不均勻性帶來(lái)的誤差(鄭勇等，2009；龍鋒等，2010；祁玉萍等，2018).此外，體波中所蘊(yùn)含的深度震相信息(羅艷等, 2015)和面波中的振幅(Tsai and Aki, 1970)能有效約束震源深度.

在實(shí)際計(jì)算中，基于本文定位過(guò)程中得到的漾濞地區(qū)一維速度模型(表1)，利用頻率-波數(shù)法(Zhu and Rivera，2002)計(jì)算格林函數(shù).對(duì)于4～4.9級(jí)地震，我們選取的體波和面波濾波頻段分別為0.05～0.3 Hz和0.05～0.1 Hz；對(duì)于5級(jí)以上地震，二者的濾波頻段都為0.05～0.1 Hz.反演時(shí)采用格點(diǎn)搜索法尋找最適合的走向、傾角、滑動(dòng)角.

以主震波形反演結(jié)果為例，在最佳擬合深度(圖9)處，理論波形與實(shí)際波形擬合較好(圖10).反演結(jié)果顯示，最大前震EQ1、主震EQ2和最大余震EQ3的最佳矩心深度Hw分別為6.5 km、6.0 km和9.0 km(表2).這3次事件的波形反演深度(Hw)與前文精定位深度(Hp)僅相差2.0 km左右(表2)，考慮到二者分別代表震源矩心深度和初始破裂點(diǎn)深度，我們認(rèn)為，2.0 km左右的差異是可以接受的.

圖9 漾濞MS6.4地震震源機(jī)制解反演殘差隨深度的變化Fig.9 Depth variation of residual error of focal mechanism solution of the MS6.4 Yangbi earthquake

從13次MS≥4.0地震計(jì)算結(jié)果可以看出(表2)，震源矩心深度Hw分布在2～9 km深度范圍，平均深度5.5 km，與序列重新定位結(jié)果基本一致，揭示本次地震序列的確發(fā)生在上地殼淺部.序列中大部分4.0級(jí)以上地震以走滑型錯(cuò)動(dòng)為主(表2，圖11)，略帶小比例的正傾分量；但第3和12號(hào)事件以正斷為主，兼部分走滑分量.所有地震的震源機(jī)制解都存在一個(gè)與余震區(qū)長(zhǎng)軸走向一致的NW-SE向節(jié)面，且大部分節(jié)面都傾向SW，傾角70°左右，與精定位后的橫剖面所反映的發(fā)震斷層產(chǎn)狀吻合(圖7).序列中少量拉張分量表明發(fā)震構(gòu)造可能承襲自滇西北地區(qū)的張性動(dòng)力學(xué)環(huán)境，在后文的發(fā)震機(jī)理部分我們將進(jìn)行詳細(xì)探討.

表2 2021年MS6.4漾濞地震序列部分MS4.0以上事件震源機(jī)制解Table 2 Focal mechanism solutions of typical MS≥4 events of the 2021 MS6.4 Yangbi earthquake sequence

圖11 漾濞地震序列震源機(jī)制解空間分布圖序號(hào)與表2一致.Fig.11 Map of focal mechanism solutions of the Yangbi earthquake sequenceEvent numbers are listed in Table 2.

基于這13次事件的震源機(jī)制解，采用SSI(Michael，1984，1991)方法反演其綜合應(yīng)力場(chǎng)，結(jié)果顯示，主壓應(yīng)力軸S1方位角173°、俯角7°；主張應(yīng)力軸S3方位角82°、俯角2°；中間應(yīng)力軸S2方位角332°、俯角83°(圖12)，屬于典型的走滑型錯(cuò)動(dòng)環(huán)境(Zoback，1992).考慮到地震序列的空間展布整體呈NW-SE向，分析認(rèn)為，本次地震序列是由NNW-SSE向近水平力源推動(dòng)NW-SE向斷裂發(fā)生右旋走滑錯(cuò)動(dòng)所致，這與其震源區(qū)所處區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)及構(gòu)造錯(cuò)動(dòng)類型一致(許忠淮等，1989；徐紀(jì)人和尾池和夫，1995；成爾林，1981).

圖12 漾濞地震序列應(yīng)力場(chǎng)反演后的力軸投影黑色實(shí)曲線為斷層面.Fig.12 The projection of the stress field inverted principal axes from the focal mechanism solutions of the Yangbi earthquake sequenceThe black solid curve indicates the projection of the fault plane.

4 發(fā)震構(gòu)造推斷

根據(jù)前文的漾濞地震序列精定位和震源機(jī)制解結(jié)果所顯示的該地震發(fā)震構(gòu)造特征，我們做出如下推斷：(1)序列沒(méi)有發(fā)生在已知的維西—喬后斷裂上，余震密集區(qū)與該斷裂相距3～10 km，二者幾乎平行.可推測(cè)本次漾濞地震序列發(fā)震構(gòu)造是一條之前未被發(fā)現(xiàn)的、與維西—喬后斷裂近乎平行的構(gòu)造.(2)序列的震源深度從NW向SE逐漸變深，淺于2 km深度的事件較少(圖6).因此，該發(fā)震斷裂可能未出露地表，這也是之前的地質(zhì)調(diào)查未能發(fā)現(xiàn)該斷裂的原因.(3)震源機(jī)制解揭示的應(yīng)力場(chǎng)方向和斷層錯(cuò)動(dòng)類型與該區(qū)域已知構(gòu)造一致，NW-SE走向的節(jié)面高傾角和傾向SW的特征也與序列精定位所反映的斷層產(chǎn)狀相同，進(jìn)一步佐證了發(fā)震構(gòu)造與維西—喬后斷裂的相似性.基于以上特征和推測(cè)，我們初步判斷漾濞地震序列的主發(fā)震構(gòu)造是位于維西—喬后斷裂SW側(cè)的、與其具有相似構(gòu)造特性的平行伴生構(gòu)造.

本次地震序列的空間展布也可以分辨出發(fā)震構(gòu)造的細(xì)節(jié)特征(圖13)：余震區(qū)北西段主干斷裂構(gòu)造單一，斷層相對(duì)直立.MS6.4主震NW側(cè)少量的地震分布說(shuō)明發(fā)震構(gòu)造已經(jīng)延展至此段落，而至于為何沒(méi)有激發(fā)大量余震，可能與介質(zhì)物性或應(yīng)力狀態(tài)有關(guān).但不可否認(rèn)的是，漾濞MS6.4地震的發(fā)生增強(qiáng)了北西段的應(yīng)力背景(庫(kù)倫應(yīng)力研究結(jié)果將另文介紹)，這與2013年康定MS6.3地震對(duì)鮮水河斷裂中段(Yang et al., 2015; Wang et al.，2017)和2017年九寨溝MS7.0地震對(duì)東昆侖斷裂東段的影響(Lin et al.，2019)是相似的.余震區(qū)北西段似乎還存在兩條平行的NE走向小構(gòu)造，與NW向主干斷裂相交，并銜接了維西—喬后斷裂.結(jié)合2021年5月27日的MS4.1地震的震源機(jī)制解，可斷定這些共軛的構(gòu)造呈左旋走滑錯(cuò)動(dòng).這些若隱若現(xiàn)的小型共軛構(gòu)造是否真實(shí)存在，還需要更細(xì)致的地質(zhì)調(diào)查和更詳實(shí)的地球物理證據(jù).

余震區(qū)南東段的密度圖(圖5b)顯示，該段至少可以分辨出3條斷裂，且沿NW-SE向主干斷裂逐漸向S偏轉(zhuǎn)，呈明顯的分支構(gòu)造特征(圖13)，說(shuō)明該段構(gòu)造相對(duì)復(fù)雜.

圖13 推測(cè)的漾濞MS6.4地震序列發(fā)震構(gòu)造及錯(cuò)動(dòng)方式Fig.13 Inferred seismogenic structure and the rupture pattern of the MS6.4 Yangbi earthquake sequence

5 發(fā)震機(jī)理分析

印度板塊持續(xù)N向推擠，導(dǎo)致青藏高原相對(duì)軟弱物質(zhì)側(cè)向擠出，受東部相對(duì)堅(jiān)硬的華南板塊阻擋，高原東南緣不同深度的物質(zhì)向SE方向運(yùn)移(陳小斌，2007)，深淺部物質(zhì)的差異及應(yīng)力積累水平的差異控制著地震的發(fā)生.三維電阻率結(jié)構(gòu)模型顯示，本次漾濞地震震源區(qū)存在顯著的電性橫向不均勻性，漾濞MS6.4地震序列位于上地殼高-低阻電性過(guò)渡區(qū)附近的高阻一側(cè)(葉濤等，2021)，同時(shí)也位于上地殼高低速分界線上(Yang et al., 2020)，說(shuō)明本次地震序列發(fā)生在上地殼淺部脆性層內(nèi).地殼淺部的運(yùn)動(dòng)主要分為兩部分(圖14)：其一是以川滇塊體為主體的SE向逃逸(張培震等，2003)，這一過(guò)程造成了其南邊界紅河斷裂帶及其附屬斷裂如維西—喬后斷裂上的右旋走滑錯(cuò)動(dòng)屬性(常祖峰等，2015)；其二是青藏高原東部圍繞東構(gòu)造結(jié)的順時(shí)針旋轉(zhuǎn)(Zhang et al., 2004; Shen et al., 2005; Wang et al., 2001)，在該區(qū)域造成如南汀河斷裂帶等大尺度的左旋走滑弧形斷裂(王剛等，2006).作為紅河斷裂的NW向延展，維西—喬后斷裂及其平行伴生構(gòu)造具備與之相同的右旋走滑特性.序列中所展現(xiàn)出的正傾分量可能與整個(gè)滇西北地區(qū)拉張型的應(yīng)力來(lái)源一脈相承，有眾多模式試圖從不同角度解決滇西北地區(qū)拉張的動(dòng)力源問(wèn)題，例如：區(qū)域內(nèi)NW向和NE向大型走滑斷裂帶斜列階區(qū)的走滑拉分變形(吳大寧和鄧起東，1985)、紅河斷裂帶尾端拉張變形(Allen et al., 1984；虢順民等，1996)、川西北和滇中活動(dòng)斷塊順時(shí)針旋轉(zhuǎn)過(guò)程中的端部拉張變形(徐錫偉等，2003；韓竹軍等，2005)、區(qū)域內(nèi)的微斷塊順時(shí)針旋轉(zhuǎn)作用與伴生的NE向左旋走滑斷裂帶的尾端拉張變形相互疊加(Wang et al., 1998；Fan et al., 2006)、理塘—大理—瑞麗構(gòu)造帶的順時(shí)針旋扭作用(吳中海等，2008， 2015).借鑒以上模式，針對(duì)漾濞地震的發(fā)震構(gòu)造為何具有如此復(fù)雜形態(tài)的問(wèn)題，我們可以理解如下：作為SE向遷移運(yùn)動(dòng)的川滇塊體南邊界，紅河斷裂帶、維西—喬后斷裂在該塊體運(yùn)動(dòng)牽引下在其外側(cè)(SW側(cè))形成平行的伴生構(gòu)造，這些構(gòu)造具有與主干斷裂相似的幾何結(jié)構(gòu)特征和錯(cuò)動(dòng)類型，可積累彈性形變并具備強(qiáng)震風(fēng)險(xiǎn)；川滇塊體的SE向運(yùn)動(dòng)在紅河斷裂北段造成物質(zhì)“虧空”，而滇西南塊體的順時(shí)針旋轉(zhuǎn)對(duì)NW-SE向發(fā)震構(gòu)造的SW盤(pán)形成正向拖曳，導(dǎo)致斷層具有正傾分量；因順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的方向和速度存在差異，對(duì)發(fā)震構(gòu)造不同段落造成的影響也不同.由于差異化運(yùn)動(dòng)，余震區(qū)北段被橫向切割，形成NE向的走滑共軛斷裂.而余震區(qū)南段由于順時(shí)針旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的影響，向S偏轉(zhuǎn)，有形成小型弧形構(gòu)造的潛勢(shì)(圖15).

圖14 青藏高原東南緣構(gòu)造塊體及運(yùn)動(dòng)圖(據(jù)張培震等(2003)改編)B1—印度板塊；S1—拉薩塊體；S2—羌塘塊體；S3—巴顏喀拉塊體；S4—川滇塊體；S5—華南塊體；S6—滇西塊體；S7—滇南塊體.Fig.14 Active tectonic blocks and kinematic pattern of the southeastern Tibetan Plateau (modified from Zhang et al.(2003))B1—Indian plate; S1—Lhasa block; S2—Qiangtang block; S3—Bayar Har block; S4—Sichuan-Yunnan block; S5—South China block; S6—West Yunnan block; S7—South Yunnan block.

圖15 漾濞地震序列構(gòu)造模式圖Fig.15 Seismogenic structure pattern of the Yangbi earthquake sequence

6 結(jié)論

2021年5月18日開(kāi)始的漾濞MS6.4地震序列是一次典型的前震—主震—余震型序列.通過(guò)對(duì)該序列地震精確定位和4級(jí)以上地震震源機(jī)制解計(jì)算，我們獲得了本次地震序列的時(shí)空演化特征，并對(duì)其發(fā)震構(gòu)造和機(jī)理進(jìn)行了初步分析.主要認(rèn)識(shí)如下：

(1)2021年漾濞MS6.4地震序列發(fā)生在上地殼淺部脆性層內(nèi)，且并未發(fā)生在已知斷裂上.其余震區(qū)長(zhǎng)軸NW-SE向展布、短軸剖面所揭示的SW向陡傾斷層面及震源機(jī)制解反映的右旋走滑錯(cuò)動(dòng)方式，與鄰近近似平行的NW-SE向維西—喬后斷裂基本一致，可初步判定漾濞MS6.4地震序列的主發(fā)震構(gòu)造為維西—喬后斷裂的平行伴生構(gòu)造.

(2)序列發(fā)震構(gòu)造幾何結(jié)構(gòu)分段特征明顯.推斷的發(fā)震構(gòu)造在北西段和南東段存在顯著差異，北西段主干段落結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，傾角陡立，但存在NE走向的小尺度共軛構(gòu)造；南東段較為復(fù)雜，傾角相對(duì)較緩，存在多條分支構(gòu)造.

(3)對(duì)比滇西北地區(qū)構(gòu)造的演化模式，我們認(rèn)為，大型走滑斷裂邊緣可能存在平行的伴生構(gòu)造，同樣具有強(qiáng)震風(fēng)險(xiǎn).發(fā)震構(gòu)造所具有的少量拉張分量可能來(lái)自于紅河斷裂SE向運(yùn)動(dòng)造成的北段物質(zhì)“虧空”和滇西南塊體順時(shí)針旋轉(zhuǎn)對(duì)斷層SW盤(pán)造成的拖曳.

(4)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)對(duì)于發(fā)震構(gòu)造不同段落的差異化運(yùn)動(dòng)，造成其北段被橫向切割，形成NE向的走滑共軛斷裂；而南段向S偏轉(zhuǎn)，有形成小型弧形構(gòu)造的潛勢(shì).

(5)本次漾濞地震序列發(fā)展可分為三個(gè)階段.在前震發(fā)展階段，地震從余震區(qū)中部向北西段逐漸擴(kuò)展，前震序列在空間上高度叢集，并最終觸發(fā)了MS5.6最大前震和MS6.4主震，符合級(jí)聯(lián)破裂模式.主震則自NW端向SW端單側(cè)破裂.

致謝本文屬于云南漾濞6.4級(jí)地震科學(xué)考察工作.云南省地震局提供了高質(zhì)量波形和震相到時(shí)資料；研究過(guò)程中得到蔣長(zhǎng)勝研究員、段云歌高工、劉自鳳高工、孟令媛研究員、張小濤高工的幫助；震源機(jī)制解反演采用了朱露培教授的CAP程序；圖片使用GMT(Wessel and Smith, 1991)程序進(jìn)行繪制.兩位審稿專家提出了有建設(shè)性的修改建議，在此一并致謝.