魯?shù)榈貐^(qū)地震活動及地震構(gòu)造環(huán)境

常玉巧+謝英情++張彥琪++李雷++吳榮幫++于江++羅偉東

摘要：分析2017年魯?shù)镸S49地震等震線特征、震源機(jī)制解及余震序列特征，從地震序列和震源機(jī)制解兩方面，分析昭通—魯?shù)閿嗔褞Ъ班弲^(qū)地震類型分布特征；結(jié)合野外活動斷裂考察成果及前人的研究成果，探討了昭通—魯?shù)閿嗔褞Ъ班弲^(qū)地震構(gòu)造環(huán)境。初步認(rèn)為，魯?shù)镸S49地震可能不是魯?shù)镸S65地震的強(qiáng)余震。昭通—魯?shù)閿嗔褞Ъ班弲^(qū)地震類型分布受區(qū)域斷裂控制明顯，具有有利的孕震構(gòu)造環(huán)境。

關(guān)鍵詞：魯?shù)镸S49地震；昭通—魯?shù)閿嗔?；震源機(jī)制解；地震類型；孕震構(gòu)造環(huán)境

中圖分類號：P31522文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1000-0666（2017）02-0286-09

0引言

2017年2月8日19時11分，云南省昭通市魯?shù)榭h發(fā)生了MS49地震，震中位于（2707°N，10336°E），震源深度10 km?，F(xiàn)場烈度與震害調(diào)查結(jié)果顯示，此次地震烈度最高為Ⅵ度，等震線形狀呈橢圓形，長軸走向為NE向，災(zāi)區(qū)總面積約190 km2。

2017年魯?shù)镸S49地震發(fā)生在南北地震帶中南段，川滇交界東段小江斷裂帶東側(cè)的NE向昭通—魯?shù)閿嗔褞?。該?gòu)造帶及其鄰區(qū)是一個地震活動非常活躍的地區(qū)，2014年8月3日魯?shù)镸S65地震是該區(qū)2000年以來發(fā)生的最大地震，給災(zāi)區(qū)造成了重大的人員傷亡和財產(chǎn)損失（李西等，2014；張彥琪等，2015，2016；張廣偉等，2014）。大量研究表明，魯?shù)镸S65地震的發(fā)震斷層為北西走向的包谷垴—小河斷裂（徐錫偉等，2014a，b；李西等，2014，2017；Li et al，2015；常玉巧等，2016）。魯?shù)镸S49地震發(fā)生在NW向包谷垴—小河斷裂與NE向昭通—魯?shù)榈卣鸾粎R處，那么此次地震是否為魯?shù)镸S65地震的強(qiáng)余震？該地震的發(fā)生對魯?shù)榈貐^(qū)未來地震趨勢的判定有何啟示？

本文重點分析魯?shù)镸S49地震等震線、震源機(jī)制解及其余震序列特征，初步探討此次地震與2014年魯?shù)镸S65地震的關(guān)系。分析昭通—魯?shù)閿嗔褞Ъ捌溧弲^(qū)歷史中強(qiáng)地震序列及震源機(jī)制解特征，并結(jié)合活動斷裂考察成果及前人的研究成果等，探討魯?shù)檎饏^(qū)地震活動特征及昭通—魯?shù)閿嗔褞Ъ班弲^(qū)的孕震構(gòu)造環(huán)境。

1區(qū)域構(gòu)造背景

魯?shù)檎饏^(qū)位于川滇塊體東側(cè)，大涼山次級塊體南緣，屬于南北地震帶的中南段，是中國大陸內(nèi)部地震活動最強(qiáng)的地區(qū)之一（常祖峰等，2014；李西等，2014）。區(qū)內(nèi)構(gòu)造背景復(fù)雜，受NW向區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場控制明顯（闞榮舉等，1977，1983；韓德潤，1993；侯治華等，2004；李西等，2014，付芮等，2015），斷裂構(gòu)造發(fā)育，主要有NE向、近SN向和NW向多組斷裂構(gòu)造。其中，NE向的蓮峰斷裂、昭通—魯?shù)閿嗔褳楸緟^(qū)主要斷裂構(gòu)造（李西等，2014）。

昭通—魯?shù)閿嗔褞且粭l以擠壓逆沖為主的區(qū)域性大斷裂（聞學(xué)澤等，2013；常祖峰等，2014），由前緣主斷裂彝良—會澤斷裂，反沖斷裂龍樹斷裂、灑漁河斷裂以及中央斷裂昭通—魯?shù)閿嗔呀M成（圖1）。上述斷裂走向NE，且均表現(xiàn)為逆沖兼右旋走滑活動特征（聞學(xué)澤等，2013；常祖峰等，2014）。昭通—魯?shù)閿嗔褍A向NW，龍樹斷裂和灑漁河斷裂2條反沖斷裂傾向SE。龍樹斷裂、灑漁河斷裂和昭通—魯?shù)閿嗔?條斷裂組成右階斜列花狀逆沖斷裂系，構(gòu)成以擠壓逆沖為主的區(qū)域性大斷裂。在衛(wèi)星影像上，斷裂帶線性特征清楚，控制了昭通、魯?shù)榈刃律璧氐陌l(fā)育（常祖峰等，2014；李西等，2014）。常祖峰等（2014）認(rèn)為，昭通—魯?shù)閿嗔押妄垬鋽嗔呀栽谕砀率馈率谰哂忻黠@活動性；灑漁河斷裂最晚活動是在晚更新世時期。

[JP2]李西等（2014）進(jìn)行魯?shù)镸S65地震科考時，在光明村多個斷層剖面及槽谷中，發(fā)現(xiàn)了NE向昭通—魯?shù)閿嗔训挠倚呋禄顒雍圹E。另外，筆者與課題組在2016年開展的昭通—魯?shù)閿嗔岩巴饪疾旃ぷ髦?，也觀察到了該斷裂中—晚更新世活動的痕跡。同時，在新棚子地區(qū)探槽剖面上觀察到一條活動痕跡明顯的逆沖斷裂，產(chǎn)狀為330°∠74°，推測可能是昭通—魯?shù)閿嗔?。該斷裂明顯切割晚第四紀(jì)地層，表明昭通—魯?shù)閿嗔丫哂型淼谒募o(jì)活動特征，具體活動時代有待測年結(jié)果的確定。

與昭通—魯?shù)閿嗔褞嘟坏腘W走向的包谷垴—小河斷裂是魯?shù)镸S65地震的發(fā)震斷裂（金明培等，2014；趙小艷等，2014；張廣偉等，2014；張振國等，2014；石磊等，2014；李西等，2014，2017；邵崇建等，2015；何驍慧等，2015；程佳等，2016），斷裂走向約330°，傾角較陡，傾向SW-SWW，具有左旋走滑性質(zhì)，總長約40 km，由數(shù)條斷續(xù)展布的斷裂組成。該斷裂具有晚第四紀(jì)活動特征，局部為晚更新世活動（徐錫偉等，2014a，b；李西等，2014；常祖峰等，2014；張彥琪等，2016；趙小艷，孫楠，2014；王騰文等，2015）。[JP]

[BT（12+*2/3]2魯?shù)镸S49地震特征

21烈度與余震分布[BT）][JP2]

魯?shù)镸S49地震的應(yīng)急與現(xiàn)場烈度調(diào)查結(jié)果表明，此次地震烈度最高為Ⅵ度，等震線形狀呈橢圓形，長軸走向為NE向（圖2）。從魯?shù)镸S49地震烈度圖等震線形狀來看，長軸為NE向、橢圓狀。[JP]

截至2月15日，魯?shù)?9級地震序列共發(fā)生地震44次（含主震），其中M00～19地震31次、20～29地震11次、30～39地震1次、40～49地震1次。余震主要沿NE向展布，主要分布于烈度圈的NE側(cè)，最大的余震為30級，其震中位置位于主震震中NE向（圖2）。魯?shù)镸S49級余震序列的分布特征顯示，NE向為能量釋放的主要方向。

22震源機(jī)制解結(jié)果

表1為2014年魯?shù)镸S65和2017年魯?shù)镸S49地震的震源機(jī)制解結(jié)果。表中由中國地震局滇西地震預(yù)報實驗場給出的MS49地震震源機(jī)制解的節(jié)面走向顯示此次地震可能與NEE向或SSW向能量的釋放有關(guān)，皆以走滑運動為主。其中，節(jié)面Ⅰ走向與宏觀烈度調(diào)查所得的等震線長軸方向最為接近（圖2）。

表1中，分別列出中國地震局滇西地震預(yù)報實驗場、何驍慧等（2015）以及美國地質(zhì)調(diào)查局（USGS）（張勇等，2014）給出的魯?shù)镸S65地震震源機(jī)制解結(jié)果。其中，美國地質(zhì)調(diào)查局（USGS）與滇西實驗場給出的2017年魯?shù)镸S49地震震源機(jī)制解兩節(jié)面極為相近。其中，NE向節(jié)面與昭通—魯?shù)閿嗔训淖呦虼篌w一致（聞學(xué)澤等，2013）；NW向節(jié)面對應(yīng)NW向的包谷垴—小河斷裂（何驍慧等，2015）。

根據(jù)震源機(jī)制解的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)兩次魯?shù)榈卣鸬牟煌幵谟冢?014年魯?shù)镸S65地震破裂方向沿NW向節(jié)面的擬合程度優(yōu)于NE向節(jié)面（何驍慧等，2015），而2017年魯?shù)镸S49地震等震線長軸走向為NE向。

3區(qū)域地震類型特征

地震類型是研究地震活動性的重要參數(shù)，影響地震類型的主要因素有震區(qū)介質(zhì)狀態(tài)、動力過程和發(fā)震斷層幾何性狀（皇甫崗等，2007）。地震序列類型與震源構(gòu)造環(huán)境的不均勻程度存在密切關(guān)系（韓志軍等，2003）。地震的震源機(jī)制攜帶著應(yīng)力場和震源破裂錯動的信息，與震源斷層的力學(xué)性質(zhì)和動力學(xué)特征相關(guān)，是了解區(qū)域應(yīng)力場和地震成因的有效途徑之一（郭祥云，2014）。為了探討昭通—魯?shù)閿嗔褞Ъ捌溧弲^(qū)的孕震環(huán)境，本文從地震序列類型和震源機(jī)制解兩個方面研究該區(qū)的地震類型。分析了1990年以來在該區(qū)發(fā)生的M≥50地震的地震序列類型和震源機(jī)制解特征（表2、3，圖3），總結(jié)昭通—魯?shù)閿嗔褞系卣鹦蛄蓄愋偷姆侄尾町愋约捌湔鹪礄C(jī)制解分布特征，進(jìn)一步探討該區(qū)的孕震構(gòu)造環(huán)境。

31地震序列類型分布

地震序列類型研究有助于地震趨勢及區(qū)域地震活動性的判定（皇甫崗等，2007）。昭通—魯?shù)閿嗔褞Ц浇卣痤l發(fā)，特別是2000年以來，中強(qiáng)地震明顯增多（表2）。區(qū)內(nèi)1900年以來典型中強(qiáng)地震震中分布圖顯示，昭通—魯?shù)閿嗔褞Ъ班弲^(qū)的中強(qiáng)地震主要分布于NE向與NW向斷裂交匯處（圖3）。據(jù)此，大體上可以將斷裂帶附近的中強(qiáng)地震劃分為4個震中區(qū)，分別為永善—鹽津震中區(qū)，大關(guān)—彝良震中區(qū)，昭通—魯?shù)檎鹬袇^(qū)和東川—巧家震中區(qū)（圖3陰影）。其中，永善—鹽津震中區(qū)位于蓮峰斷裂帶北端，其它3個震中區(qū)位于昭通—魯?shù)閿嗔褞希▓D3）。

從地震序列類型來看，該區(qū)地震主要為主震-余震型。但永善—鹽津震中區(qū)、大關(guān)—彝良震中區(qū)、昭通—魯?shù)檎鹬袇^(qū)均分布有雙震型地震，分別為2006年鹽津2次MS51地震、2014年永善MS53和MS50地震、2012年云南彝良MS57和MS56級地震、2003年魯?shù)镸S51和MS50地震。與滇東地區(qū)以主震—余震型為主兼具雙震型的地震類型一致。

從構(gòu)造位置上看，以NW向包谷垴—小河斷裂為界，昭通—魯?shù)閿嗔褞Ц浇牡卣鹦蛄蓄愋痛嬖诿黠@分區(qū)。NE段以主震-余震型為主，兼有雙震型；SE段總體表現(xiàn)為主震-余震型。

32震源機(jī)制解分析

昭通—魯?shù)閿嗔褞且粭l比較活躍的重要活動斷裂，2000年以來斷裂帶兩側(cè)中強(qiáng)地震頻發(fā)。本文收集了2000年以來該區(qū)中強(qiáng)地震的震源機(jī)制參數(shù)，并參照三角形分類圖解法對這些地震的震源機(jī)制解進(jìn)行力學(xué)機(jī)制歸類（李亞敏等，2008）。結(jié)果表明，該區(qū)中強(qiáng)地震以走滑型地震為主，部分兼具逆沖性質(zhì)（表3）。

從構(gòu)造位置來看，昭通—魯?shù)閿嗔褞Ъ班弲^(qū)中強(qiáng)地震震源機(jī)制類型的分布具有明顯的分區(qū)，受區(qū)域活動斷裂控制明顯。斷裂帶NE段以走滑兼逆沖型地震為主，SW段以走滑型地震為主。整體而言，逆沖分量由NE向SW逐漸變?nèi)酢E端永善—鹽津震中區(qū)逆沖分量最強(qiáng)，SW端與小江斷裂帶交匯處基本為走滑型，而中段大關(guān)—彝良震中區(qū)和昭通—魯?shù)檎鹬袇^(qū)兩類兼具。以上表明震源機(jī)制解的分布和變化與地震序列類型具有很好的對應(yīng)關(guān)系。

4討論與結(jié)論

41討論

2017年魯?shù)镸S49地震發(fā)生在昭通—魯?shù)閿嗔裇W段和NE段結(jié)合部位，也是NE向斷裂和NW向斷裂的交匯地帶，是應(yīng)力最容易集中的地方。張勇等（2015）通過近、遠(yuǎn)震數(shù)據(jù)的聯(lián)合反演，認(rèn)為2014年魯?shù)镸S65地震是在NW-SE向主壓應(yīng)力和NE-SW向主張應(yīng)力的應(yīng)力場作用下發(fā)生的一次共軛斷裂先后破裂引起的地震事件。研究結(jié)果認(rèn)為，NE向的右旋走滑斷裂（昭通—魯?shù)閿嗔眩┫绕屏?，隨后觸發(fā)了NW向左旋走滑斷裂（包谷垴—小河斷裂）的破裂，導(dǎo)致NE向斷裂東段進(jìn)一步閉鎖。昭通—魯?shù)閿嗔褞|段在2014年魯?shù)镸S65地震后閉鎖而使得原先積累的能量未能釋放完全，MS49地震的發(fā)生可能是這部分能量因構(gòu)造活動等原因解鎖而重新釋放的結(jié)果。但由于兩次地震等震線特征、余震序列分布及震源機(jī)制解存在很大差異，因此，筆者認(rèn)為魯?shù)镸S49地震可能不屬于魯?shù)镸S65地震的強(qiáng)余震。

411區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場

震源機(jī)制解是巖石圈脆性層應(yīng)力狀態(tài)的客觀反映（劉平江等，2007；唐淵，劉俊來，2010）。由于多個地震的P、B、T軸在一定條件下（斷層面的取向有隨機(jī)性、地震散布于全區(qū)等）可平均反映某地區(qū)構(gòu)造應(yīng)力場的最大、中等、最小主壓應(yīng)力的方向（許忠淮等，1983）。根據(jù)震源機(jī)制解的P、B、T軸推斷應(yīng)力場主軸方向是一種常用的簡便方法（武敏捷，2006）。

2000年以來昭通—魯?shù)閿嗔褞Ъ班弲^(qū)中強(qiáng)地震震源機(jī)制解顯示，主壓應(yīng)力方向為NW-SE向，主張應(yīng)力方向為NE-SW向（表4、圖4），與區(qū)域現(xiàn)代構(gòu)造應(yīng)力場是一致的。其中，P軸傾角較穩(wěn)定，近于水平；T軸傾角北東段陡，南西段緩；B軸在彝良以北東傾角約30°，至魯?shù)橥衔髯優(yōu)榻绷?。P、T軸傾向區(qū)域變化明顯，P軸北東段（永善和鹽津地區(qū)）傾向NW，往南西轉(zhuǎn)為傾向SE；T軸則由傾向SW變?yōu)閮A向NE（表4、圖4）。根據(jù)主應(yīng)力軸的分布特征及歷史中強(qiáng)地震震源類型特征，推測可能在區(qū)域應(yīng)力場的作用下，整個川滇塊體向 SE滑移過程中，在昭通—魯?shù)閿嗔褞Ъ班弲^(qū)受到穩(wěn)定華南地塊的阻擋，造成該區(qū)活動斷裂表現(xiàn)為NE 向走滑為主兼具逆沖性質(zhì)。同時，由于阻擋作用的差異，以及小江斷裂帶走滑活動的影響，導(dǎo)致昭通—魯?shù)閿嗔褞Ъ班弲^(qū)所屬的滇東塊體逆時針扭轉(zhuǎn)（林向東，2009）。

412孕震構(gòu)造環(huán)境

印度板塊持續(xù)向歐亞板塊的北東向俯沖碰撞為川滇地塊現(xiàn)今的SSE向沿喜馬拉雅東構(gòu)造結(jié)順時針旋轉(zhuǎn)提供動力來源。川滇地塊、松潘地塊和華南地塊的相互運動表現(xiàn)為華南地塊以穩(wěn)定被動地塊的形式阻擋著松潘地塊、川滇地塊的E向和SSE向擠壓，這種相互運動及阻擋使得塊體邊界斷裂帶上應(yīng)力不斷積累，最終以地震的形式釋放能量。因此，邊界斷裂帶上及斷裂交匯部位地震頻發(fā)（李西，2015）。近年來昭通—魯?shù)閿嗔褞Ъ班弲^(qū)中強(qiáng)地震頻發(fā)，斷裂帶上分布的地震以右旋走滑斷層為主，受川滇地塊與堅硬的華南塊體的共[JP2]同影響，逆沖分量沿NE向逐漸增加（李君，2016）。

川滇塊體的 SE 向滑移在蓮峰、昭通—魯?shù)閿嗔迅浇艿椒€(wěn)定華南地塊的抵擋，致使這2條斷裂帶發(fā)生顯著NE 向右旋錯動與逆沖作用。這正是該區(qū)震源機(jī)制解主要表現(xiàn)為右旋走滑兼逆沖特征的構(gòu)造因素（羅鈞，2013）。

受小江斷裂帶具備較大應(yīng)變積累影響，加上該斷裂帶和周邊區(qū)域地殼速度偏低，強(qiáng)度相對較小，處于應(yīng)力和應(yīng)變的集中區(qū)域，昭通—魯?shù)閿嗔褞У幕顒有?，值得重點關(guān)注（徐濤等，2014）。

李大虎（2016）通過視密度反演與P波速度結(jié)構(gòu)研究結(jié)果表明，昭通—魯?shù)閿嗔驯倍危數(shù)椤土级危┥系貧ど疃确秶鷥?nèi)的介質(zhì)較南段堅硬，有利于應(yīng)力積累，具有強(qiáng)震/大震危險背景。魯?shù)檎鹪大w下方殼內(nèi)低速層的存在可能使得其上覆脆性上地殼物質(zhì)易于構(gòu)成應(yīng)力集中，易于形成強(qiáng)震，這正是昭通—魯?shù)閿嗔褞е袕?qiáng)震孕育和發(fā)生的深部構(gòu)造背景（李大虎，2016）。

重力研究結(jié)果顯示的密度結(jié)構(gòu)（陳石等，2014）、GPS監(jiān)測反映的應(yīng)變速率（聞學(xué)澤等，2013）、噪聲成像給出的面波群速度（魯來玉等，2014）以及地殼精細(xì)結(jié)構(gòu)顯示的地殼厚度和泊松比變化（王興臣等，2015）等研究結(jié)果都表明，青藏高原下地殼物質(zhì)在向SE運移的過程中受到昭通—魯?shù)閿嗔裇W段和NE段的阻擋作用有所差異，SW段的阻擋作用較弱，NE段的阻擋作用較強(qiáng)。使得昭通—魯?shù)閿嗔袾E段對青藏高原下地殼物質(zhì)向SE運移有較強(qiáng)的阻擋作用，有利于應(yīng)變能的積累。這些特征表明，昭通—魯?shù)閿嗔袾E段與SW段地殼物質(zhì)組分存在較大差異，結(jié)合該地帶是應(yīng)力積累的理想場所（王興臣等，2015），為魯?shù)镸S49地震乃至魯?shù)榈貐^(qū)的中強(qiáng)地震的孕育提供了環(huán)境。

綜上，昭通—魯?shù)閿嗔褞Ъ班弲^(qū)構(gòu)造位置特殊，地震構(gòu)造背景復(fù)雜。川滇地塊南南東向運動為其提供了活動和變形的動力來源，深部低速層的存在以及地殼物質(zhì)的差異性等特征為區(qū)域地震孕育與發(fā)生提供了有利的深部構(gòu)造環(huán)境。

413地震活動性

通過對地震序列和震源機(jī)制特征分析表明，昭通—魯?shù)閿嗔褞Ъ班弲^(qū)地震類型存在明顯分區(qū)，主要受區(qū)域斷裂控制。昭通—魯?shù)閿嗔褞Ъ班弲^(qū)位于川滇塊體東側(cè)、大涼山次級塊體南緣、川滇塊體與華南塊體的交界帶上。青藏高原物質(zhì)向東流動，受到堅硬的華南塊體的阻擋而轉(zhuǎn)向，致使川滇塊體向SE、SSE方向移動并發(fā)生順時針旋轉(zhuǎn)，形成了一系列NE向右旋走滑兼具逆沖的活動構(gòu)造帶，如蓮峰斷裂帶、昭通—魯?shù)閿嗔褞Ш蜁伞土紨嗔褞У龋ɡ罹龋?016；羅鈞等，2014）。從而形成了以走滑型和走滑兼逆沖型地震的震源機(jī)制解特征。地殼物質(zhì)的不均勻，導(dǎo)致塊體不同部位遭受不同的構(gòu)造變形，在相對軟弱地帶，應(yīng)力容易集中，沿塊體運動方向形成NW向活動斷裂。區(qū)域上形成NE向與NW向斷裂網(wǎng)格狀交錯的構(gòu)造格局，斷裂交匯處成為區(qū)域地震孕育的有利場所。地震序列和震源機(jī)制解的分布特征很好地說明了這一點。

在魯?shù)镸S49地震發(fā)生后僅32天，2017年3月12日20時21分魯?shù)樵俅伟l(fā)生MS45地震，震中位置為（2709°N，1034°E），震源深度10 km。可見，魯?shù)榈貐^(qū)地震活動異?；钴S，值得重點關(guān)注。

42結(jié)論

通過2017年魯?shù)镸S49地震等震線長軸方向、震源機(jī)制解、余震分布等特征以及昭通—魯?shù)閿嗔褞Ъ班弲^(qū)地震類型特征分析，得出以下結(jié)論：

（1）等震線長軸方向、震源機(jī)制解、余震序列分布等特征表明魯?shù)镸S49地震可能不屬于魯?shù)镸S65地震的強(qiáng)余震。

（2）據(jù)歷史中強(qiáng)地震震中分布特征，將昭通—魯?shù)閿嗔褞Ъ班弲^(qū)劃分為永善—鹽津震中區(qū)、大關(guān)—彝良震中區(qū)、昭通—魯?shù)檎鹬袇^(qū)和東川—巧家震中區(qū)4個震中區(qū)。震源機(jī)制解的分布和變化與地震序列類型具有很好的對應(yīng)關(guān)系，受區(qū)域活動斷裂控制明顯。

（3）昭通—魯?shù)閿嗔褞Ъ班弲^(qū)構(gòu)造位置特殊，地震構(gòu)造背景復(fù)雜。區(qū)內(nèi)NE向與NW向活動斷裂交錯，斷裂交匯處成為有利的地震孕育場所。

筆者還注意到，川滇地區(qū)在1040°E線上中強(qiáng)地震震中成串分布，幾乎為等間距出現(xiàn)（圖3），往南會澤地區(qū)亦有該現(xiàn)象。此現(xiàn)象只是巧合，還是與區(qū)域未知構(gòu)造存在某種內(nèi)在聯(lián)系，有待進(jìn)一步研究。

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