魯甸地區地震活動及地震構造環境

常玉巧+謝英情++張彥琪++李雷++吳榮幫++于江++羅偉東

摘要：分析2017年魯甸MS49地震等震線特征、震源機制解及余震序列特征，從地震序列和震源機制解兩方面，分析昭通—魯甸斷裂帶及鄰區地震類型分布特征；結合野外活動斷裂考察成果及前人的研究成果，探討了昭通—魯甸斷裂帶及鄰區地震構造環境。初步認為，魯甸MS49地震可能不是魯甸MS65地震的強余震。昭通—魯甸斷裂帶及鄰區地震類型分布受區域斷裂控制明顯，具有有利的孕震構造環境。

關鍵詞：魯甸MS49地震；昭通—魯甸斷裂；震源機制解；地震類型；孕震構造環境

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

0引言

2017年2月8日19時11分，云南省昭通市魯甸縣發生了MS49地震，震中位于（2707°N，10336°E），震源深度10 km。現場烈度與震害調查結果顯示，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，災區總面積約190 km2。

2017年魯甸MS49地震發生在南北地震帶中南段，川滇交界東段小江斷裂帶東側的NE向昭通—魯甸斷裂帶上。該構造帶及其鄰區是一個地震活動非?；钴S的地區，2014年8月3日魯甸MS65地震是該區2000年以來發生的最大地震，給災區造成了重大的人員傷亡和財產損失（李西等，2014；張彥琪等，2015，2016；張廣偉等，2014）。大量研究表明，魯甸MS65地震的發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）。魯甸MS49地震發生在NW向包谷垴—小河斷裂與NE向昭通—魯甸地震交匯處，那么此次地震是否為魯甸MS65地震的強余震？該地震的發生對魯甸地區未來地震趨勢的判定有何啟示？

本文重點分析魯甸MS49地震等震線、震源機制解及其余震序列特征，初步探討此次地震與2014年魯甸MS65地震的關系。分析昭通—魯甸斷裂帶及其鄰區歷史中強地震序列及震源機制解特征，并結合活動斷裂考察成果及前人的研究成果等，探討魯甸震區地震活動特征及昭通—魯甸斷裂帶及鄰區的孕震構造環境。

1區域構造背景

魯甸震區位于川滇塊體東側，大涼山次級塊體南緣，屬于南北地震帶的中南段，是中國大陸內部地震活動最強的地區之一（常祖峰等，2014；李西等，2014）。區內構造背景復雜，受NW向區域構造應力場控制明顯（闞榮舉等，1977，1983；韓德潤，1993；侯治華等，2004；李西等，2014，付芮等，2015），斷裂構造發育，主要有NE向、近SN向和NW向多組斷裂構造。其中，NE向的蓮峰斷裂、昭通—魯甸斷裂為本區主要斷裂構造（李西等，2014）。

昭通—魯甸斷裂帶是一條以擠壓逆沖為主的區域性大斷裂（聞學澤等，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—魯甸斷裂組成（圖1）。上述斷裂走向NE，且均表現為逆沖兼右旋走滑活動特征（聞學澤等，2013；常祖峰等，2014）。昭通—魯甸斷裂傾向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—魯甸斷裂3條斷裂組成右階斜列花狀逆沖斷裂系，構成以擠壓逆沖為主的區域性大斷裂。在衛星影像上，斷裂帶線性特征清楚，控制了昭通、魯甸等新生代盆地的發育（常祖峰等，2014；李西等，2014）。常祖峰等（2014）認為，昭通—魯甸斷裂和龍樹斷裂皆在晚更新世—全新世具有明顯活動性；灑漁河斷裂最晚活動是在晚更新世時期。

[JP2]李西等（2014）進行魯甸MS65地震科考時，在光明村多個斷層剖面及槽谷中，發現了NE向昭通—魯甸斷裂的右旋走滑新活動痕跡。另外，筆者與課題組在2016年開展的昭通—魯甸斷裂野外考察工作中，也觀察到了該斷裂中—晚更新世活動的痕跡。同時，在新棚子地區探槽剖面上觀察到一條活動痕跡明顯的逆沖斷裂，產狀為330°∠74°，推測可能是昭通—魯甸斷裂。該斷裂明顯切割晚第四紀地層，表明昭通—魯甸斷裂具有晚第四紀活動特征，具體活動時代有待測年結果的確定。

與昭通—魯甸斷裂帶相交的NW走向的包谷垴—小河斷裂是魯甸MS65地震的發震斷裂（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，總長約40 km，由數條斷續展布的斷裂組成。該斷裂具有晚第四紀活動特征，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魯甸MS49地震特征

21烈度與余震分布[BT）][JP2]

魯甸MS49地震的應急與現場烈度調查結果表明，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）。從魯甸MS49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，魯甸49級地震序列共發生地震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，最大的余震為30級，其震中位置位于主震震中NE向（圖2）。魯甸MS49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震源機制解結果

表1為2014年魯甸MS65和2017年魯甸MS49地震的震源機制解結果。表中由中國地震局滇西地震預報實驗場給出的MS49地震震源機制解的節面走向顯示此次地震可能與NEE向或SSW向能量的釋放有關，皆以走滑運動為主。其中，節面Ⅰ走向與宏觀烈度調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報實驗場、何驍慧等（2015）以及美國地質調查局（USGS）（張勇等，2014）給出的魯甸MS65地震震源機制解結果。其中，美國地質調查局（USGS）與滇西實驗場給出的2017年魯甸MS49地震震源機制解兩節面極為相近。其中，NE向節面與昭通—魯甸斷裂的走向大體一致（聞學澤等，2013）；NW向節面對應NW向的包谷垴—小河斷裂（何驍慧等，2015）。

根據震源機制解的結果，發現兩次魯甸地震的不同之處在于，2014年魯甸MS65地震破裂方向沿NW向節面的擬合程度優于NE向節面（何驍慧等，2015），而2017年魯甸MS49地震等震線長軸走向為NE向。

3區域地震類型特征

地震類型是研究地震活動性的重要參數，影響地震類型的主要因素有震區介質狀態、動力過程和發震斷層幾何性狀（皇甫崗等，2007）。地震序列類型與震源構造環境的不均勻程度存在密切關系（韓志軍等，2003）。地震的震源機制攜帶著應力場和震源破裂錯動的信息，與震源斷層的力學性質和動力學特征相關，是了解區域應力場和地震成因的有效途徑之一（郭祥云，2014）。為了探討昭通—魯甸斷裂帶及其鄰區的孕震環境，本文從地震序列類型和震源機制解兩個方面研究該區的地震類型。分析了1990年以來在該區發生的M≥50地震的地震序列類型和震源機制解特征（表2、3，圖3），總結昭通—魯甸斷裂帶上地震序列類型的分段差異性及其震源機制解分布特征，進一步探討該區的孕震構造環境。

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域地震活動性的判定（皇甫崗等，2007）。昭通—魯甸斷裂帶附近地震頻發，特別是2000年以來，中強地震明顯增多（表2）。區內1900年以來典型中強地震震中分布圖顯示，昭通—魯甸斷裂帶及鄰區的中強地震主要分布于NE向與NW向斷裂交匯處（圖3）。據此，大體上可以將斷裂帶附近的中強地震劃分為4個震中區，分別為永善—鹽津震中區，大關—彝良震中區，昭通—魯甸震中區和東川—巧家震中區（圖3陰影）。其中，永善—鹽津震中區位于蓮峰斷裂帶北端，其它3個震中區位于昭通—魯甸斷裂帶上（圖3）。

從地震序列類型來看，該區地震主要為主震-余震型。但永善—鹽津震中區、大關—彝良震中區、昭通—魯甸震中區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年魯甸MS51和MS50地震。與滇東地區以主震—余震型為主兼具雙震型的地震類型一致。

從構造位置上看，以NW向包谷垴—小河斷裂為界，昭通—魯甸斷裂帶附近的地震序列類型存在明顯分區。NE段以主震-余震型為主，兼有雙震型；SE段總體表現為主震-余震型。

32震源機制解分析

昭通—魯甸斷裂帶是一條比較活躍的重要活動斷裂，2000年以來斷裂帶兩側中強地震頻發。本文收集了2000年以來該區中強地震的震源機制參數，并參照三角形分類圖解法對這些地震的震源機制解進行力學機制歸類（李亞敏等，2008）。結果表明，該區中強地震以走滑型地震為主，部分兼具逆沖性質（表3）。

從構造位置來看，昭通—魯甸斷裂帶及鄰區中強地震震源機制類型的分布具有明顯的分區，受區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逐漸變弱。NE端永善—鹽津震中區逆沖分量最強，SW端與小江斷裂帶交匯處基本為走滑型，而中段大關—彝良震中區和昭通—魯甸震中區兩類兼具。以上表明震源機制解的分布和變化與地震序列類型具有很好的對應關系。

4討論與結論

41討論

2017年魯甸MS49地震發生在昭通—魯甸斷裂SW段和NE段結合部位，也是NE向斷裂和NW向斷裂的交匯地帶，是應力最容易集中的地方。張勇等（2015）通過近、遠震數據的聯合反演，認為2014年魯甸MS65地震是在NW-SE向主壓應力和NE-SW向主張應力的應力場作用下發生的一次共軛斷裂先后破裂引起的地震事件。研究結果認為，NE向的右旋走滑斷裂（昭通—魯甸斷裂）先破裂，隨后觸發了NW向左旋走滑斷裂（包谷垴—小河斷裂）的破裂，導致NE向斷裂東段進一步閉鎖。昭通—魯甸斷裂帶東段在2014年魯甸MS65地震后閉鎖而使得原先積累的能量未能釋放完全，MS49地震的發生可能是這部分能量因構造活動等原因解鎖而重新釋放的結果。但由于兩次地震等震線特征、余震序列分布及震源機制解存在很大差異，因此，筆者認為魯甸MS49地震可能不屬于魯甸MS65地震的強余震。

411區域構造應力場

震源機制解是巖石圈脆性層應力狀態的客觀反映（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性、地震散布于全區等）可平均反映某地區構造應力場的最大、中等、最小主壓應力的方向（許忠淮等，1983）。根據震源機制解的P、B、T軸推斷應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—魯甸斷裂帶及鄰區中強地震震源機制解顯示，主壓應力方向為NW-SE向，主張應力方向為NE-SW向（表4、圖4），與區域現代構造應力場是一致的。其中，P軸傾角較穩定，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°，至魯甸往南西變為近直立。P、T軸傾向區域變化明顯，P軸北東段（永善和鹽津地區）傾向NW，往南西轉為傾向SE；T軸則由傾向SW變為傾向NE（表4、圖4）。根據主應力軸的分布特征及歷史中強地震震源類型特征，推測可能在區域應力場的作用下，整個川滇塊體向 SE滑移過程中，在昭通—魯甸斷裂帶及鄰區受到穩定華南地塊的阻擋，造成該區活動斷裂表現為NE 向走滑為主兼具逆沖性質。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，導致昭通—魯甸斷裂帶及鄰區所屬的滇東塊體逆時針扭轉（林向東，2009）。

412孕震構造環境

印度板塊持續向歐亞板塊的北東向俯沖碰撞為川滇地塊現今的SSE向沿喜馬拉雅東構造結順時針旋轉提供動力來源。川滇地塊、松潘地塊和華南地塊的相互運動表現為華南地塊以穩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（李西，2015）。近年來昭通—魯甸斷裂帶及鄰區中強地震頻發，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—魯甸斷裂附近受到穩定華南地塊的抵擋，致使這2條斷裂帶發生顯著NE 向右旋錯動與逆沖作用。這正是該區震源機制解主要表現為右旋走滑兼逆沖特征的構造因素（羅鈞，2013）。

受小江斷裂帶具備較大應變積累影響，加上該斷裂帶和周邊區域地殼速度偏低，強度相對較小，處于應力和應變的集中區域，昭通—魯甸斷裂帶的活動性，值得重點關注（徐濤等，2014）。

李大虎（2016）通過視密度反演與P波速度結構研究結果表明，昭通—魯甸斷裂北段（魯甸—彝良段）上地殼深度范圍內的介質較南段堅硬，有利于應力積累，具有強震/大震危險背景。魯甸震源體下方殼內低速層的存在可能使得其上覆脆性上地殼物質易于構成應力集中，易于形成強震，這正是昭通—魯甸斷裂帶中強震孕育和發生的深部構造背景（李大虎，2016）。

重力研究結果顯示的密度結構（陳石等，2014）、GPS監測反映的應變速率（聞學澤等，2013）、噪聲成像給出的面波群速度（魯來玉等，2014）以及地殼精細結構顯示的地殼厚度和泊松比變化（王興臣等，2015）等研究結果都表明，青藏高原下地殼物質在向SE運移的過程中受到昭通—魯甸斷裂SW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。使得昭通—魯甸斷裂NE段對青藏高原下地殼物質向SE運移有較強的阻擋作用，有利于應變能的積累。這些特征表明，昭通—魯甸斷裂NE段與SW段地殼物質組分存在較大差異，結合該地帶是應力積累的理想場所（王興臣等，2015），為魯甸MS49地震乃至魯甸地區的中強地震的孕育提供了環境。

綜上，昭通—魯甸斷裂帶及鄰區構造位置特殊，地震構造背景復雜。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的差異性等特征為區域地震孕育與發生提供了有利的深部構造環境。

413地震活動性

通過對地震序列和震源機制特征分析表明，昭通—魯甸斷裂帶及鄰區地震類型存在明顯分區，主要受區域斷裂控制。昭通—魯甸斷裂帶及鄰區位于川滇塊體東側、大涼山次級塊體南緣、川滇塊體與華南塊體的交界帶上。青藏高原物質向東流動，受到堅硬的華南塊體的阻擋而轉向，致使川滇塊體向SE、SSE方向移動并發生順時針旋轉，形成了一系列NE向右旋走滑兼具逆沖的活動構造帶，如蓮峰斷裂帶、昭通—魯甸斷裂帶和會澤—彝良斷裂帶等（李君等，2016；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制解特征。地殼物質的不均勻，導致塊體不同部位遭受不同的構造變形，在相對軟弱地帶，應力容易集中，沿塊體運動方向形成NW向活動斷裂。區域上形成NE向與NW向斷裂網格狀交錯的構造格局，斷裂交匯處成為區域地震孕育的有利場所。地震序列和震源機制解的分布特征很好地說明了這一點。

在魯甸MS49地震發生后僅32天，2017年3月12日20時21分魯甸再次發生MS45地震，震中位置為（2709°N，1034°E），震源深度10 km。可見，魯甸地區地震活動異常活躍，值得重點關注。

42結論

通過2017年魯甸MS49地震等震線長軸方向、震源機制解、余震分布等特征以及昭通—魯甸斷裂帶及鄰區地震類型特征分析，得出以下結論：

（1）等震線長軸方向、震源機制解、余震序列分布等特征表明魯甸MS49地震可能不屬于魯甸MS65地震的強余震。

（2）據歷史中強地震震中分布特征，將昭通—魯甸斷裂帶及鄰區劃分為永善—鹽津震中區、大關—彝良震中區、昭通—魯甸震中區和東川—巧家震中區4個震中區。震源機制解的分布和變化與地震序列類型具有很好的對應關系，受區域活動斷裂控制明顯。

（3）昭通—魯甸斷裂帶及鄰區構造位置特殊，地震構造背景復雜。區內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，川滇地區在1040°E線上中強地震震中成串分布，幾乎為等間距出現（圖3），往南會澤地區亦有該現象。此現象只是巧合，還是與區域未知構造存在某種內在聯系，有待進一步研究。

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