秦 敏，李丹寧，張會(huì)苑，高 洋，姜金鐘

(云南省地震局，云南 昆明 650224)

0 引言

在地震孕育過(guò)程中，地殼介質(zhì)通常處于高應(yīng)力狀態(tài)，其輻射的地震波頻譜特征、衰減特性等與低應(yīng)力狀態(tài)不同。用數(shù)字地震觀測(cè)資料反演中小地震的震源參數(shù)(包括地震矩、震源尺度、應(yīng)力降等)，提取孕震過(guò)程中震源區(qū)應(yīng)力狀態(tài)及孕震狀態(tài)的變化特征，并將其應(yīng)用于地震趨勢(shì)的估計(jì)、地震前兆信息的探求以及震源物理過(guò)程的研究，已成為現(xiàn)今許多學(xué)者的研究課題(秦嘉政等，2003，2004；Sheareretal，2006；Annemarieetal，2006；Giampiccoloetal，2007；Allmann，Shearer，2007，2009；陳章立，李志雄，2008；華衛(wèi)等，2009；趙翠萍等，2005，2011；吳微微等，2017；段云歌等，2018；李丹寧等，2016)。目前，震源參數(shù)的計(jì)算方法已比較成熟，主要在頻率域?qū)ε_(tái)站記錄的地震波形資料進(jìn)行幾何擴(kuò)散、非彈性衰減、場(chǎng)地響應(yīng)、儀器響應(yīng)等校正后，采用Brune(1970，1971)的震源模型，獲得震源譜參數(shù)，再根據(jù)理論公式計(jì)算即可獲得震源參數(shù)。利用該方法，華衛(wèi)等(2009)獲得了2008年汶川8.0級(jí)地震序列中1 070次地震的震源參數(shù)，并分析了應(yīng)力降的時(shí)空演變過(guò)程；趙翠萍等(2005，2011)對(duì)中國(guó)大陸主要地震活動(dòng)區(qū)中小地震的震源參數(shù)和新疆北天山中東段地區(qū)2001年以來(lái)的共105次地震的震源參數(shù)進(jìn)行研究；吳微微等(2017)研究了川滇活動(dòng)塊體中-北部主要活動(dòng)斷裂帶現(xiàn)今應(yīng)力狀態(tài)的分區(qū)特征。以上研究在一定程度上說(shuō)明了，中小地震的震源參數(shù)尤其是應(yīng)力降的計(jì)算及其時(shí)空分布特征，可為預(yù)測(cè)中強(qiáng)震發(fā)生的時(shí)間和地點(diǎn)提供重要依據(jù)。

2014年5月24日和5月30日，云南省盈江縣相繼發(fā)生MS5.6和MS6.1地震。震中所在盈江地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，強(qiáng)震活動(dòng)頻繁，為劇烈的地震新活動(dòng)區(qū)(徐彥等，2012)。自2008 年以來(lái)，該地區(qū)已連續(xù)發(fā)生多次MS≥5.0地震，此次盈江MS6.1地震是該地區(qū)2008年以來(lái)強(qiáng)度最大的一次地震，給當(dāng)?shù)厝嗣竦纳a(chǎn)生活造成嚴(yán)重的影響和巨大的損失。該地震發(fā)生前后有大量的前震和余震序列，為震源參數(shù)的研究提供了豐富的波形資料。前人利用云南地區(qū)S波非彈性衰減Q值(楊晶瓊等，2010；蘇有錦等，2006)和區(qū)域數(shù)字臺(tái)站的場(chǎng)地響應(yīng)結(jié)果(楊晶瓊等，2010；劉麗芳等，2007)，分別對(duì)2008年和2011年盈江地震序列的震源參數(shù)進(jìn)行了研究，獲取了相應(yīng)地震序列發(fā)展過(guò)程中應(yīng)力的釋放水平，加深了人們對(duì)震源破裂過(guò)程的認(rèn)識(shí)(楊晶瓊等，2010；鄧菲等，2014，2016)。由于云南地區(qū)的Q值具有明顯的區(qū)域性差異特征(蘇有錦等，2006)，且盈江地區(qū)區(qū)域數(shù)字臺(tái)站具有分布較為稀疏、對(duì)地震包圍性較差等特點(diǎn)。為了得到數(shù)量更多且更加精確的震源參數(shù)，本文選用盈江地區(qū)19個(gè)臺(tái)站記錄的中小地震的波形資料，利用互相銜接的三段幾何衰減模型(Atkinson，Mereu，1992)，采用Atkinson和Boore(1995)，Moya等(2000)的方法分別計(jì)算盈江地區(qū)的非彈性衰減Q值和臺(tái)站的場(chǎng)地響應(yīng)；在精確扣除研究區(qū)域地震波衰減與臺(tái)站場(chǎng)地響應(yīng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行聯(lián)合反演，得到2014年盈江MS5.6和MS6.1地震序列的震源參數(shù)，并綜合分析有關(guān)參數(shù)的相似關(guān)系及應(yīng)力降的時(shí)空演化特征，探討盈江地震序列發(fā)展的物理過(guò)程及震源區(qū)應(yīng)力狀態(tài)的動(dòng)態(tài)演化。

1 震源參數(shù)計(jì)算原理

地震儀所記錄的地震波是一種綜合信息，包含地震震源效應(yīng)、地震波的傳播路徑效應(yīng)、臺(tái)站場(chǎng)地響應(yīng)和儀器響應(yīng)等。在頻率域中，臺(tái)站觀測(cè)到的任一地震地面運(yùn)動(dòng)的剪切波位移譜可以表示為：

Aij(f)=AiO(f)Pij(f)Sj(f)Ij(f)

(1)

式中：f為頻率；Aij(f)為第j個(gè)臺(tái)站觀測(cè)到的第i個(gè)地震的位移譜；AiO(f)是第i個(gè)地震的震源譜；Pij(f)為第i個(gè)地震到第j個(gè)臺(tái)站的傳播路徑；Sj(f)為第j個(gè)臺(tái)站的場(chǎng)地響應(yīng)；Ij(f)為第j個(gè)臺(tái)站的儀器響應(yīng)。其中Pij(f)可表示為：

Pij(f)=G(Rij)e-c(f)Rij

(2)

式中：G(Rij)為幾何衰減函數(shù)；Rij為震源距；c(f)為非彈性衰減系數(shù)，其與介質(zhì)品質(zhì)因子Q(f)之間的關(guān)系為：

(3)

對(duì)某種類(lèi)型的地震儀，儀器響應(yīng)可以用地震計(jì)的傳遞函數(shù)表示，在頻率域中可扣除。如果幾何衰減函數(shù)、介質(zhì)品質(zhì)因子及場(chǎng)地響應(yīng)均為已知，則地震的震源譜為：

(4)

式中：Ω0表示零頻極限；fc表示拐角頻率，反映了震源尺度的大小，地震越小，拐角頻率越大，震源譜中包含的高頻成分越多。

要測(cè)定震源參數(shù)，首先必須計(jì)算研究區(qū)域的地震波衰減特性和所使用臺(tái)站的場(chǎng)地響應(yīng)，即G(Rij)，Q(f)和Sj(f)。其中，G(Rij)采用Atkinson和Mereu(1992)的三分段幾何衰減模型計(jì)算：

(5)

式中：R01，R02分別為三分段幾何擴(kuò)散中第1段和第2段的轉(zhuǎn)折點(diǎn)到震源的距離；根據(jù)Atkinson和Mereu(1992)的研究結(jié)果，b1，b2，b3分別取值為1.0，0，0.5。

Q(f)的取值通過(guò)Atkinson和Boore(1995)提出的多臺(tái)多震源聯(lián)合反演計(jì)算得到。該方法假定不同臺(tái)站記錄到的同一地震的震源譜相同，根據(jù)式(3)和式(5)，利用遺傳算法，不斷調(diào)整c(f)，R01和R02，通過(guò)反復(fù)迭代，使得同一地震得到的震源譜振幅的殘差最小。具體計(jì)算步驟詳見(jiàn)劉杰等(2003)和黃玉龍等(2003)文獻(xiàn)。

對(duì)于所使用臺(tái)站的Sj(f)，利用Moya和Boore(2000)和劉杰等(2003)提出的多臺(tái)多震源聯(lián)合反演的方法進(jìn)行計(jì)算，該方法以Brune(1970，1971)的震源模型為基礎(chǔ)，運(yùn)用遺傳算法，通過(guò)不斷調(diào)整震源譜參數(shù)，使得不同事件得到的同一個(gè)臺(tái)站的場(chǎng)地響應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)差最小。在獲得震源譜參數(shù)后，利用經(jīng)過(guò)幾何擴(kuò)散和非彈性衰減校正后的位移振幅譜與震源譜的比值，即可得到每個(gè)臺(tái)站的場(chǎng)地響應(yīng)。具體計(jì)算步驟詳見(jiàn)劉杰等(2003)和黃玉龍等(2003)文獻(xiàn)。

運(yùn)用以上方法精確計(jì)算地震波的Q(f)和臺(tái)站的Sj(f)后，利用Arkinson和Boore(1995)單個(gè)地震、多臺(tái)平均的反演方法從地震觀測(cè)譜中扣除地震波的傳播路徑效應(yīng)和場(chǎng)地響應(yīng)等因素的影響，分離出震源部分，得到每個(gè)地震的平均震源譜。再利用遺傳算法搜索與每個(gè)地震的平均震源譜吻合最好的理論震源位移譜，進(jìn)而得到震源譜參數(shù)：Ω0和fc。最后根據(jù)Brune(1970，1971)圓盤(pán)型震源模型，采用以下表達(dá)式計(jì)算出地震矩M0、震源破裂半徑r和應(yīng)力降Δσ等震源參數(shù)：

(6)

(7)

(8)

2 資料選取

2014 年盈江MS5.6地震前，在震中周邊區(qū)域300 km范圍內(nèi)共有15個(gè)正常運(yùn)行的固定臺(tái)站，其中包括云南數(shù)字測(cè)震臺(tái)網(wǎng) 11 個(gè)區(qū)域臺(tái)站、1個(gè)緬甸密支那(MYI)境外共享臺(tái)站以及騰沖火山臺(tái)網(wǎng)3個(gè)火山臺(tái)站。這些臺(tái)站主要分布在震中東側(cè)，震中西側(cè)僅有MYI一個(gè)境外臺(tái)站，方位角覆蓋較弱，且近震臺(tái)站較少，其中箐口臺(tái)(QKT)距離震中最近，震中距約為 57 km。盈江MS5.6和MS6.1地震發(fā)生后，為了取得近震源數(shù)字化地震波資料，云南省地震局先后在震中附近架設(shè)了卡場(chǎng)(KAC)、勐弄(MNO)、昔馬(XIM)、盞西(ZHX)及新城(XIC)共5個(gè)短周期流動(dòng)數(shù)字測(cè)震臺(tái)站，其中KAC及MNO臺(tái)均位于余震區(qū)內(nèi)。由固定臺(tái)、火山臺(tái)和流動(dòng)臺(tái)構(gòu)成的地震監(jiān)測(cè)網(wǎng)對(duì)盈江地震余震區(qū)形成了較好的方位覆蓋，明顯改善了臺(tái)網(wǎng)對(duì)震區(qū)的監(jiān)測(cè)能力，多臺(tái)記錄地震下限可達(dá)到ML0.1，完整記錄了盈江地震序列的發(fā)展過(guò)程。根據(jù)云南省地震局測(cè)震臺(tái)網(wǎng)提供的目錄統(tǒng)計(jì)，截至2014年12月31日，盈江地震序列共發(fā)生ML≥0.0地震11 126次(不包括單臺(tái)記錄地震)，其中ML0.0～0.9地震771次，ML1.0～1.9地震7 593次，ML2.0～2.9地震2 472次，ML3.0～3.9地震273次，ML4.0～4.9地震14次，ML5.0～5.9地震2次，ML6.0～6.9地震1次，為該區(qū)震源參數(shù)的研究提供了豐富的波形資料。

本文選取2014—2016年云南省地震臺(tái)網(wǎng)中的11個(gè)臺(tái)站和布設(shè)在震中附近的4個(gè)流動(dòng)數(shù)字地震臺(tái)站(盞西臺(tái)因波形記錄缺失除外)、3個(gè)火山臺(tái)網(wǎng)臺(tái)站和1個(gè)境外共享臺(tái)站共19個(gè)臺(tái)站觀測(cè)記錄到的地震波形資料，按照每個(gè)地震至少被3個(gè)以上臺(tái)站記錄到、每個(gè)臺(tái)站至少要記錄到3個(gè)以上的地震和2倍信噪比以及對(duì)受前一次地震尾波或后一次地震初至波影響的地震不予采用的原則，進(jìn)行該區(qū)域的地震波衰減特征、場(chǎng)地響應(yīng)和震源參數(shù)的研究。

3 計(jì)算結(jié)果與討論

3.1 地震波衰減特征與臺(tái)站場(chǎng)地響應(yīng)

本文共選取了2014—2016年的57次ML≥3.0地震的觀測(cè)資料計(jì)算盈江地區(qū)地震波衰減特征與臺(tái)站場(chǎng)地響應(yīng)。圖1給出了參與計(jì)算的地震震中、臺(tái)站分布與射線路徑分布圖，從圖中可以看出，地震射線基本覆蓋了整個(gè)研究區(qū)域。基于此，采用Atkinson和Boore(1995)的方法計(jì)算得到盈江地區(qū)的非彈性衰減結(jié)果為Q(f)=201.1f0.445 4，這一結(jié)果介于蘇有錦等(2006)利用云南地震臺(tái)網(wǎng)22個(gè)臺(tái)站數(shù)據(jù)得到的結(jié)果Q(f)=238f0.388和李丹寧等(2016)利用云南地震臺(tái)網(wǎng)46個(gè)臺(tái)站數(shù)據(jù)得到的結(jié)果Q(f)=193.8f0.528之間，這種差異與本文選取了不同的臺(tái)站、地震以及研究區(qū)域有關(guān)。圖2給出了反演得到的Q值與f的擬合關(guān)系，由圖可見(jiàn)，f>2 Hz，Q值與f擬合較好；在1～2 Hz，Q值與f擬合則稍偏離了線性關(guān)系，這可能是由f<2 Hz的震源譜對(duì)地震計(jì)標(biāo)定的參數(shù)較為敏感，具有較大的不確定性引起的(Hartzelletal，1996)。計(jì)算所得的低Q0及η值反映了盈江地區(qū)的構(gòu)造復(fù)雜性及頻繁的地震活動(dòng)。

圖1 盈江地區(qū)所選臺(tái)站、震中及射線分布(a)和2014年盈江地震序列(b)分布圖

圖2 Q(f)與頻率f的擬合曲線

圖3是利用Moya等(2000)和劉杰等(2003)的方法反演得到的19個(gè)臺(tái)站的場(chǎng)地響應(yīng)，由圖可見(jiàn)，這19個(gè)臺(tái)站的場(chǎng)地響應(yīng)總體上呈現(xiàn)出不同程度的低頻放大和高頻衰減特征。在1～6 Hz的低頻段場(chǎng)地放大作用比較明顯，大多為1～6倍，其中位于震源區(qū)的KAC和MNO 2個(gè)流動(dòng)臺(tái)站的場(chǎng)地放大作用最為明顯，KAC臺(tái)在3 Hz處最高達(dá)到30多倍，MNO臺(tái)在4 Hz處放大20多倍，這可能由于流動(dòng)臺(tái)站受到布設(shè)時(shí)間緊和布設(shè)區(qū)域地點(diǎn)的限制，布設(shè)的場(chǎng)地條件往往不是很好。在6 Hz以上的高頻段，這19個(gè)臺(tái)站場(chǎng)地響應(yīng)表現(xiàn)為明顯的高頻衰減特征。本文得出的臺(tái)站場(chǎng)地響應(yīng)結(jié)果與李丹寧等(2016)反演的12個(gè)相同的臺(tái)站場(chǎng)地響應(yīng)表現(xiàn)形態(tài)相近。

圖3 反演得到的19個(gè)臺(tái)站的場(chǎng)地響應(yīng)

Fig.3 The site responses of 19 stations inversed by genetic algorithm

3.2 震源參數(shù)及其定標(biāo)關(guān)系

本文反演得到了2014年5月24日至12月31日1 524次2.0≤ML≤5.0地震(其中，MS5.6地震序列187次、MS6.1地震序列1 337次)的震源參數(shù)。計(jì)算結(jié)果顯示，盈江MS5.6和MS6.1地震序列的M0的變化范圍均在3.16×1011～1.50×1015N·m；r的變化范圍分別為87～423 m，87～790 m；fc的變化范圍分別為3～15 Hz，1.6～15 Hz；△σ的變化范圍分別為0.06～2.92 MPa，0.01～5.1 MPa。震源參數(shù)的標(biāo)度關(guān)系，一定程度上可以反映該地區(qū)地震的發(fā)生規(guī)律。利用盈江地震序列的波形資料計(jì)算得到該地震序列的震源參數(shù)，統(tǒng)計(jì)得到了M0，r，fc和△σ等與ML的關(guān)系，并對(duì)各參數(shù)的擬合關(guān)系及定性關(guān)系進(jìn)行探討，揭示各震源參數(shù)之間可能存在的內(nèi)在聯(lián)系，為盈江地震序列分析提供依據(jù)。

3.2.1 地震矩與震級(jí)的關(guān)系

地震矩是對(duì)斷層滑動(dòng)引起的地震強(qiáng)度的直接量度，體現(xiàn)了震源處破裂的大小。地震矩與震級(jí)的線性關(guān)系與震源區(qū)介質(zhì)的應(yīng)力水平、非均勻程度等有關(guān)，能反映不同地區(qū)的地下介質(zhì)狀態(tài)和地震活動(dòng)特點(diǎn)。利用最小二乘法擬合，得到盈江MS5.6和MS6.1地震序列M0與ML的關(guān)系分別為lgM0=1.17ML+9.54，lgM0=1.15ML+9.66，其擬合曲線如圖4a所示。從圖中可見(jiàn)，在單對(duì)數(shù)坐標(biāo)下，隨著ML的增加，M0相應(yīng)的增大，M0與ML呈現(xiàn)很好的相關(guān)性，且同一震級(jí)范圍內(nèi)，MS5.6與MS6.1地震序列的M0無(wú)明顯差別。對(duì)比楊晶瓊等(2010)得到的2008年盈江地震序列的結(jié)果lgM0=1.09ML+10.01，發(fā)現(xiàn)M0與ML都具有很好的線性關(guān)系，且線性關(guān)系的系數(shù)都比較接近。

3.2.2 地震矩與震源破裂尺度的關(guān)系

利用最小二乘法擬合，得到盈江MS5.6和MS6.1地震序列M0與r的關(guān)系分別為：lgM0=0.007 0r+11.439 9，lgM0=0.005 1r+11.545 5，其擬合曲線如圖4b所示。由圖可見(jiàn)，M0與r呈現(xiàn)出一定的正相關(guān)關(guān)系。盈江MS5.6和MS6.1地震序列的r主要集中在87～300 m范圍內(nèi)；MS6.1地震序列的r大于MS5.6地震序列，但在r≥300 m所對(duì)應(yīng)的M0分布較為離散。

3.2.3 拐角頻率與地震矩的關(guān)系

fc是震源譜低頻和高頻趨勢(shì)線的交點(diǎn)，是震源參數(shù)研究中的基本參數(shù)之一，主要反映了地震波高低頻能量的分布特征，它不僅與震區(qū)應(yīng)力狀態(tài)有關(guān)，也與發(fā)震過(guò)程相聯(lián)系。經(jīng)計(jì)算得到盈江MS5.6和MS6.1地震序列的fc為1.6～15 Hz，均值為7.9 Hz，其中，MS5.6，MS6.1地震序列的fc的均值分別為9.1 Hz，7.7 Hz。盈江MS5.6和MS6.1地震序列的fc與地震矩M0的關(guān)系分別為lgfc=-0.199 1lgM0+3.436 0，lgfc=-0.216 5lgM0+3.571 4。其擬合曲線見(jiàn)圖4c，由圖明顯可見(jiàn)，MS5.6地震序列的fc普遍高于MS6.1地震序列；較小的M0對(duì)應(yīng)著較大的fc，反之亦然，fc與M0呈現(xiàn)出明顯的負(fù)相關(guān)關(guān)系，其他相關(guān)研究(張?zhí)熘械龋?000；康英等，2004；潘穎等，2015)也顯示同樣的結(jié)果。

圖4 2014年盈江地震序列地震矩M0與震級(jí)ML(a)、震源破裂尺度r(b)、拐角頻率fc(c)的關(guān)系，和應(yīng)力降與震級(jí)ML(d)的關(guān)系

3.2.4 應(yīng)力降與震級(jí)的關(guān)系

應(yīng)力降是表征地震瞬間斷層錯(cuò)動(dòng)時(shí)位錯(cuò)面上的應(yīng)力變化，與震源位置、震源介質(zhì)和區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力水平都有聯(lián)系。通過(guò)分析研究地震的應(yīng)力降可以了解震前和地震發(fā)生過(guò)程中構(gòu)造應(yīng)力釋放水平，從而間接地認(rèn)識(shí)震中附近區(qū)域的構(gòu)造背景應(yīng)力和破裂過(guò)程。應(yīng)力降的標(biāo)度性，即應(yīng)力降如何隨地震強(qiáng)度的大小而變化，是震源參數(shù)研究中廣泛討論的問(wèn)題，也是地震預(yù)報(bào)實(shí)踐首先要考慮的基本問(wèn)題(陳章立，李志雄，2008)。本文對(duì)計(jì)算所得的應(yīng)力降與震級(jí)之間的關(guān)系進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，如表1所示，可以看出盈江MS5.6和MS6.1地震序列的應(yīng)力降的變化范圍為0.06～5.16 MPa，均值為0.38 MPa，在均值以下的應(yīng)力降占68%，應(yīng)力降值整體偏低。其中MS5.6地震序列的應(yīng)力降的變化范圍為0.06～2.92，均值為0.62 MPa，在均值以下的應(yīng)力降占67%；MS6.1地震序列的應(yīng)力降的變化范圍為0.01～5.16 MPa，均值為0.35 MPa，均值以下的應(yīng)力降也占67%。相關(guān)研究資料表明，應(yīng)力降與震級(jí)之間的關(guān)系表現(xiàn)為2種不同的結(jié)果：一是應(yīng)力降與震級(jí)存在正相關(guān)關(guān)系；二是應(yīng)力降與震級(jí)不存在明顯的相關(guān)性(Abercrombie，1995；趙翠萍等，2011)。盈江地區(qū)應(yīng)力降與ML之間的關(guān)系(圖4d)表明，應(yīng)力降有隨ML增大而增大的趨勢(shì)，但無(wú)明顯的線性統(tǒng)計(jì)關(guān)系?？傮w來(lái)看，在ML≤3.0時(shí)，應(yīng)力降值波動(dòng)相對(duì)較大，分布較為離散；ML>3.0時(shí)，應(yīng)力降有逐漸收斂的趨勢(shì)，分布范圍變小。通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)MS6.1地震序列的應(yīng)力降波動(dòng)較大，且相同震級(jí)檔范圍內(nèi)，MS5.6地震序列的應(yīng)力降均值高于MS6.1地震序列。

表1 2014年盈江MS5.6和MS6.1地震序列應(yīng)力降分布統(tǒng)計(jì)

3.3 應(yīng)力降時(shí)空演變過(guò)程

通過(guò)分析研究地震序列的應(yīng)力降，可以了解地震發(fā)展過(guò)程中的構(gòu)造應(yīng)力釋放水平，從而間接地認(rèn)識(shí)發(fā)震區(qū)的構(gòu)造背景應(yīng)力變化過(guò)程。前文的研究表明，應(yīng)力降有隨震級(jí)增大而增大的趨勢(shì)，因此為了扣除部分震級(jí)對(duì)應(yīng)力降的影響，且又保證有足夠多的地震樣本數(shù)，通過(guò)對(duì)比分析不同震級(jí)檔范圍內(nèi)的地震的應(yīng)力降時(shí)空演變過(guò)程，發(fā)現(xiàn)ML3.0～3.5地震更適合于盈江地區(qū)有關(guān)應(yīng)力降的跟蹤與研究。因此，本文僅抽取ML3.0～3.5共169次地震的應(yīng)力降，討論盈江地震序列應(yīng)力降的時(shí)空演化過(guò)程。這169次地震的應(yīng)力降變化范圍為0.11～5.16 MPa，均值為0.75 MPa。其中包含MS5.6地震序列29次地震的應(yīng)力降，變化范圍為0.21～2.92 MPa，均值為1.23 MPa；MS6.1地震序列140次地震的應(yīng)力降，變化范圍為0.11～5.16 MPa，均值為0.66 MPa；其時(shí)間變化曲線如圖5所示，空間分布如圖6所示。

從圖5可以看出，5月24日MS5.6地震發(fā)生之后，應(yīng)力降出現(xiàn)高值，明顯高于背景應(yīng)力水平，隨后在其余震密集區(qū)應(yīng)力降有所降低，經(jīng)過(guò)短暫的回調(diào)后，又表現(xiàn)為緩慢上升的過(guò)程，在應(yīng)力降上升的過(guò)程中發(fā)生了MS6.1地震。這說(shuō)明MS5.6地震發(fā)生后，盈江地區(qū)的區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力還沒(méi)有得到充分釋放，仍處于應(yīng)力降加速積累的過(guò)程中。5月30日MS6.1地震發(fā)生后，在10 min內(nèi)盈江地區(qū)連續(xù)發(fā)生了4次ML≥4.0的強(qiáng)余震，大量的應(yīng)力得以釋放，應(yīng)力降處于逐步加速釋放的過(guò)程。5月31日至6月1日，應(yīng)力降出現(xiàn)一小段時(shí)間的低值，最低達(dá)到0.17 MPa，隨后應(yīng)力降又逐漸上升，在此過(guò)程中發(fā)生了6月3日ML4.5余震。同樣的6月13日ML3.9，6月17日ML4.5，6月19日ML4.0，6月30日和7月2日ML3.8，8月1日ML3.7，9月23日ML3.6，10月17日ML4.2余震發(fā)生之前，應(yīng)力降均表現(xiàn)為一段時(shí)間的低值，在應(yīng)力降逐漸回升的背景中發(fā)生了這些余震?？傮w上，去除MS6.1地震后短時(shí)間內(nèi)部分余震高應(yīng)力釋放的影響，MS5.6地震序列的應(yīng)力降大于MS6.1地震序列余震密集區(qū)的應(yīng)力降，MS6.1地震序列余震密集區(qū)的應(yīng)力降小于后期余震的應(yīng)力降。在余震密集期內(nèi)，應(yīng)力降呈現(xiàn)高值-低值的起伏狀態(tài)；在余震衰減后期，隨著余震活動(dòng)趨向結(jié)束，應(yīng)力降逐漸回調(diào)，恢復(fù)至正常背景水平。

從圖6可以看出，盈江MS5.6和MS6.1地震均位于卡場(chǎng)—大竹寨斷裂的東側(cè)，相對(duì)于MS5.6地震，MS6.1主震的震中位置更靠近卡場(chǎng)—大竹寨斷裂，該斷裂位于近年來(lái)盈江地區(qū)相對(duì)活躍的蘇典—盈江斷裂的西側(cè)。169次ML3.0～3.5地震的應(yīng)力降主要沿卡場(chǎng)—大竹寨斷裂走向(NNE向)展布，主要分布在該斷裂的東側(cè)，沿?cái)嗔殉尸F(xiàn)出明顯的不對(duì)稱(chēng)性，可能與卡場(chǎng)—大竹寨斷裂兩側(cè)介質(zhì)的力學(xué)性質(zhì)或流體等分布的不均勻性有關(guān)。

圖5 2014年盈江地震序列(ML3.0～3.5)應(yīng)力降隨時(shí)間的變化過(guò)程

圖6 2014年盈江地震序列(ML3.0～3.5)(a)，MS5.6(b)及MS6.1(c)地震序列應(yīng)力降空間分布圖

MS5.6地震序列的應(yīng)力降呈現(xiàn)出2個(gè)優(yōu)勢(shì)分布方向：沿蘇典—盈江斷裂的SN向，和沿昔馬—盤(pán)龍山斷裂的NE向，MS5.6地震的震中位于2個(gè)優(yōu)勢(shì)分布方向的交匯處，表明震源破裂為雙側(cè)破裂，其序列的應(yīng)力降高值主要分布在第二個(gè)優(yōu)勢(shì)分布方向上，表現(xiàn)為MS5.6地震之后孕震區(qū)的高應(yīng)力釋放狀態(tài)。

2014年盈江地震序列的精定位結(jié)果表明(徐甫坤等，2015)，MS5.6地震序列后期的余震存在向未來(lái)的MS6.1地震的震源集中的時(shí)空演化特征。結(jié)合MS5.6地震序列應(yīng)力降時(shí)間變化曲線特征(圖5)分析表明，MS5.6地震序列后期，孕震區(qū)的應(yīng)力狀態(tài)經(jīng)過(guò)短暫回調(diào)后的應(yīng)力積累過(guò)程主要分布在第一個(gè)優(yōu)勢(shì)分布方向上，即沿蘇典—盈江斷裂的SN向，在該優(yōu)勢(shì)分布方向的北段發(fā)生了此次MS6.1地震。MS6.1地震序列的應(yīng)力降的空間分布與MS5.6地震序列存在較大的差異，其分布范圍更廣，主要受SN向蘇典—盈江斷裂的控制，呈近SN向的弧狀分布，其應(yīng)力降高值主要分布在優(yōu)勢(shì)分布方向的南段，表現(xiàn)出沿SN向斷層遷移的特征。此外，有少量在均值左右的應(yīng)力降擴(kuò)展至卡場(chǎng)—大竹寨斷裂的左側(cè)。其余震序列中大多數(shù)ML≥4.0地震均發(fā)生在應(yīng)力降高值分布區(qū)域，即沿SN向蘇典—盈江斷裂方向的南段?？傮w上，MS5.6地震序列的應(yīng)力降與MS6.1地震序列的應(yīng)力降的空間分布表現(xiàn)出明顯的差異性，可能主要受到各自發(fā)震斷層的控制。MS5.6地震序列的應(yīng)力降的時(shí)空演化特征對(duì)MS6.1地震的發(fā)生具有一定的指示作用。MS6.1地震序列中多次較大余震發(fā)生在應(yīng)力降值下降后的緩慢上升過(guò)程中，其震中位置多位于應(yīng)力降高值分布區(qū)域。

地震烈度和發(fā)震斷層的地表調(diào)查工作(黃小龍等，2015)表明，MS5.6地震的發(fā)震斷層為NE向左旋走滑的昔馬—盤(pán)龍山斷裂，MS6.1地震的發(fā)震斷層為近SN向右旋走滑的蘇典—盈江斷裂，這2次地震的發(fā)生應(yīng)為區(qū)域塊體在近SN向右旋剪切變形作用下，SN向斷裂所夾持的NE向次級(jí)塊體斷塊首先發(fā)生順時(shí)針旋轉(zhuǎn)引發(fā)次級(jí)斷裂活動(dòng)，進(jìn)而觸動(dòng)近SN向主斷層活動(dòng)所致。歷史地震資料顯示，在地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜和斷裂活躍的盈江地區(qū)的地震活動(dòng)多以5～6級(jí)的中強(qiáng)震為主，具有明顯的群發(fā)性特征。陳章立和李志雄(2008)的研究表明震群地震的應(yīng)力降隨時(shí)間增大是前震序列的重要標(biāo)志；Hardebeck和Allegra(2009)的相關(guān)研究表明，高應(yīng)力降類(lèi)型的地震發(fā)生于滑動(dòng)斷層上的閉鎖段周?chē)@里是應(yīng)變累積或者存在更高強(qiáng)度介質(zhì)的區(qū)域，表明了應(yīng)力降與外施剪應(yīng)力存在正相關(guān)，即排除計(jì)算因素外，高應(yīng)力降集中分布的區(qū)域也許是中強(qiáng)以上地震的潛在震源成核區(qū)。華衛(wèi)等(2009)對(duì)汶川余震序列震源參數(shù)的研究表明，分析應(yīng)力降隨時(shí)間和空間的演化過(guò)程，可以在一定程度上了解震源區(qū)應(yīng)力狀態(tài)，對(duì)后續(xù)強(qiáng)余震的預(yù)測(cè)可能有一定的意義。本文對(duì)盈江地震序列應(yīng)力降的時(shí)空演變過(guò)程的分析結(jié)果與上述觀點(diǎn)基本是一致的。

4 結(jié)論

本文利用2014—2016年盈江地區(qū)19個(gè)臺(tái)站記錄的地震波形資料，研究了盈江地區(qū)S波非彈性衰減Q值和臺(tái)站場(chǎng)地響應(yīng)，在精確扣除余震區(qū)地震波衰減與臺(tái)站場(chǎng)地響應(yīng)的基礎(chǔ)上聯(lián)合反演計(jì)算獲得了2014年盈江MS5.6，MS6.1地震序列共計(jì)1 524次(MS5.6地震序列187次、MS6.1地震序列1 337次)2.0≤ML≤5.0地震的震源參數(shù)，并初步分析了ML3.0～3.5地震應(yīng)力降的時(shí)空演變過(guò)程，研究結(jié)果表明：

(1)盈江地區(qū)的的Q值和f之間的關(guān)系為Q(f)=201.1f0.445 4，說(shuō)明盈江地區(qū)處于低Q0及η值范圍，反映了該地區(qū)的構(gòu)造復(fù)雜性及頻繁的地震活動(dòng)。

(2)臺(tái)站的場(chǎng)地響應(yīng)總體上呈現(xiàn)出不同程度的低頻放大和高頻衰減特征。場(chǎng)地的放大作用在低頻段(1～6 Hz)比較明顯，大多在1～6倍；而在6 Hz以上的高頻段，場(chǎng)地響應(yīng)表現(xiàn)出不同程度的高頻衰減特征。

(3)整個(gè)盈江地震序列的拐角頻率的變化范圍為1.6～15 Hz；應(yīng)力降的變化范圍為0.01～5.16 MPa；震源尺度的變化范圍87～790 m；地震矩的變化范圍為3.16×1011～1.50×1015N·m。其中，地震矩與震級(jí)呈現(xiàn)很好的相關(guān)性；破裂尺度與地震矩具有一定的正相關(guān)關(guān)系；拐角頻率與地震矩呈負(fù)相關(guān)關(guān)系；應(yīng)力降有隨震級(jí)增大而增大的趨勢(shì)，但無(wú)明顯的線性統(tǒng)計(jì)關(guān)系。

(4)盈江MS5.6地震序列的應(yīng)力降大于MS6.1地震序列余震密集區(qū)的應(yīng)力降，MS6.1地震序列余震密集區(qū)的應(yīng)力降小于后期余震的應(yīng)力降。說(shuō)明MS5.6地震發(fā)生之后，盈江地區(qū)的區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力還沒(méi)有得到充分釋放，仍處于應(yīng)力降加速積累的過(guò)程中，直至MS6.1地震發(fā)生，大量的應(yīng)力得以釋放，應(yīng)力降處于逐步加速釋放的過(guò)程，在余震密集期內(nèi)，應(yīng)力降呈現(xiàn)高值-低值的起伏狀態(tài)；在余震衰減后期，隨著余震活動(dòng)趨向結(jié)束，應(yīng)力降逐漸回調(diào)，恢復(fù)至正常背景水平。MS5.6與MS6.1地震序列的應(yīng)力降的空間分布表現(xiàn)出明顯的差異性，可能主要受各自發(fā)震斷層的控制。MS5.6地震序列的應(yīng)力降的時(shí)空演化特征對(duì)MS6.1地震的發(fā)生具有一定的指示作用。MS6.1地震序列中多次較大余震發(fā)生在應(yīng)力降值下降后的緩慢上升過(guò)程中，其震中位置多位于應(yīng)力降高值分布區(qū)域，即沿SN向蘇典—盈江斷裂方向的南段。

華衛(wèi)研究員、趙翠萍研究員、付虹研究員、楊晶瓊高級(jí)工程師、吳微微高級(jí)工程師對(duì)本文給予了悉心的指點(diǎn)與幫助，研究中使用的軟件由中國(guó)地震局地震預(yù)測(cè)研究所提供，在此一并表示衷心的感謝。