楊九元， 溫?fù)P茂,2， 許才軍,2,3*

1 武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院， 武漢 430079 2 地球空間環(huán)境與大地測(cè)量教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 武漢 430079 3 自然資源部地球物理大地測(cè)量重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 武漢 430079

0 引言

川滇菱形塊體位于青藏高原東緣，受印度板塊和歐亞板塊持續(xù)碰撞及剛性四川盆地阻擋的影響，其地殼運(yùn)動(dòng)以順時(shí)針旋轉(zhuǎn)為主(圖1a和1b).該地區(qū)發(fā)育著許多構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈的大型走滑斷層，如:鮮水河、安寧河、則木河、小江、金沙江和紅河斷裂帶等，這些斷裂帶共同圍限出川滇菱形塊體(徐錫偉等，2003；圖1b).相較于川滇塊體東邊界(主要包括：鮮水河、安寧河、則木河和小江斷裂)較高的滑動(dòng)速率及地震活動(dòng)(李姜一等，2020; Fu et al., 2020；Cheng et al., 2021)，塊體西邊界(主要包括：金沙江和紅河斷裂帶)的滑動(dòng)速率及地震活動(dòng)相對(duì)較低(常祖峰等，2016; Shi et al., 2018).除紅河斷裂帶關(guān)注度較高外，西邊界其他斷裂研究程度相對(duì)較低.作為北部金沙江斷裂和南部紅河斷裂帶的連接部分，維西—喬后—巍山斷裂在區(qū)域構(gòu)造形變上具有重要的控制作用(常祖峰等，2016).2021年5月21日(北京時(shí)間21∶48∶37)，在中國云南省大理州發(fā)生了MS6.4淺源地震(震中深度8 km)(https:∥news.ceic.ac.cn).這次地震的震中位于維西—喬后—巍山斷裂的巍山盆地段西側(cè)約7 km處，距離漾濞縣約9 km(圖1c).震中區(qū)域發(fā)育著許多西北-東南走向的構(gòu)造斷層，且總體以走滑運(yùn)動(dòng)為主要特點(diǎn).該事件是自1976年以來發(fā)生在維西—喬后—巍山斷裂巍山盆地段附近最大的一次地震，為研究區(qū)域構(gòu)造活動(dòng)提供了一個(gè)稀有的機(jī)會(huì)(圖1c).在地震發(fā)生前27分鐘，一個(gè)MS5.6前震出現(xiàn)在主震震中東南方向約5 km處；震后一周內(nèi)共發(fā)生了39個(gè)MS2.9以上的余震(圖1c).余震集中分布在主震的東南方向處，且呈西北-東南向線性排列.這些余震的整體分布暗示著主震沿東南走向的發(fā)震斷層由西北向東南單向破裂.根據(jù)新聞報(bào)道(https:∥www.360kuai.com/pc/9c536224badb87971?cota=3&kuai_so=1&refer_scene=so_3&sign=360_da20e874&tj_url=so_vip)，該次地震造成了3人死亡，28人受傷，192間房屋倒塌，13090間房屋損壞，道路、橋梁、水利及電力通信基礎(chǔ)設(shè)施受損.根據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局(U.S.Geological Survey, USGS, https:∥www.usgs.gov/)、美國哈佛大學(xué)(Global Centroid-Moment-Tensor, GCMT, https:∥www.globalcmt.org/)和德國地球科學(xué)研究中心(German Research center for geoscience, GFZ, http:∥geofon.gfz-potsdam.de/)公布的震源機(jī)制解(表1)，這次地震破裂在一個(gè)東南走向或西北走向的高傾角右旋走滑斷層上.

表1 2021年漾濞地震震源參數(shù)Table 1 Source parameters of the 2021 Yangbi earthquake

圖1 (a)青藏高原及相鄰區(qū)域的構(gòu)造背景； (b)川滇地區(qū)的構(gòu)造背景； (c)2021年漾濞地震區(qū)域構(gòu)造背景 (a)中黑粗箭頭為塊體的運(yùn)動(dòng)方向(Xu et al., 2013).AKMS：阿尼瑪卿—昆侖—麻扎塔格縫合帶；JS：金沙江縫合帶；BNS：班公怒江縫合帶；IYS：雅魯藏布江縫合帶；MFT：喜馬拉雅主前緣逆沖帶.(b)中，SYRB：川滇菱形塊體；WYB：西部云南塊體；BPB：保山—普洱塊體；SYB：南部云南塊體.暗紅色曲線為各個(gè)塊體的邊界, 修改自Tian等(2019)；綠色方框?yàn)镮nSAR數(shù)據(jù)覆蓋范圍；GPS數(shù)據(jù)來自Zheng等(2017).(c)中黑細(xì)線為斷層跡線.YPF：永平斷裂；WQYF：維西—喬后—巍山斷裂的玉獅場(chǎng)—喬后段；WQWF：維西—喬后—巍山斷裂的巍山盆地段；WQSF：維西—喬后—巍山斷裂南段；NEMF：洱源—彌渡斷裂北段；MEMF：洱源—彌渡斷裂中段；SEMF：洱源—彌渡斷裂南段；YPCF：魚棚村斷裂；CPF：曾家營—永福哨斷裂；JXF：九頂山—孝秀莊斷裂；JCF：苴力—春元斷裂.紫色圓和黃色圓分別表示來自于中國地震臺(tái)網(wǎng)中心(China Earthquake Networks Center, CENC，https:∥news.ceic.ac.cn)震后一周的余震序列和2012年至2021年的歷史地震；白色圓為來自于美國地質(zhì)調(diào)查局(USGS)的1976年至2012年的歷史地震.紅色和綠色五角星分別為來自于中國地震臺(tái)網(wǎng)中心主震和前震的震中.紅色矩形代表2021年漾濞地震破裂斷層面在地表的投影；粗紅線為地表跡線.Dali：大理州；Yangbi：漾濞縣.圖中斷層的位置及名字參考中國地震局地質(zhì)研究所(https:∥www.eq-igl.ac.cn/).紅色沙灘球?yàn)?021年漾濞地震的震源機(jī)制解；圖1b和1c中的黑、淺藍(lán)和粉色沙灘球分別為來自于 GCMT(https:∥www.globalcmt.org/)的歷史逆沖、正斷和走滑型地震的震源機(jī)制解.Fig.1 (a) Tectonic setting of the Tibetan Plateau and its adjacent areas, (b) Tectonic setting of the Sichuan-Yunnan region, (c) Regional tectonic setting of the 2021 Yangbi earthquake In (a), thick black arrows indicates the block motion direction (Xu et al., 2013). AKMS: Anyimaqen-Kunlun-Muztagh suture zone; JS: Jinsha suture zone; BNS: Bangong Nujiang suture zone; IYS: Yarlung Zangbo suture zone; MFT: Himalayan Main frontal thrust. In (b), SYRB: Sichuan-Yunnan rhomboid block; WYB: Western Yunnan block; BPB: Baoshan-Puer block; SYB: Southern Yunnan block. Dark red curves represent the boundaries of the plates, which are modified from Tian et al. (2019). Green boxes show the coverage of InSAR data; GPS data come from Zheng et al. (2017). In (c), thin black lines are fault traces. YPF: Yongping fault; WQYF: Yushichang-Qiaohou segment of the Weixi-Qiaohou-Weishan fault; WQWF: Weishan segment of the Weixi-Qiaohou-Weishan fault; WQSF: Southern segment of the Weixi-Qiaohou-Weishan fault; NEMF: Northern segment of the Eryuan-Midu fault; MEMF: Middle segment of the Eryuan-Midu fault; SEMF: Southern segment of the Eryuan-Midu fault; YPCF: Yupengcun fault; CPF: Cengjiaying-Yongfushao fault; JXF: Jiudingshan-Xiaoxiuzhuang fault; JCF: Juli-Chunyuan fault. Purple and yellow circles show the aftershocks one week after the mainshock and historical earthquakes that occurred between 2012 and 2021, respectively, from the China Earthquake Networks Center (CENC, https:∥news.ceic.ac.cn), while white circles indicate the historical earthquakes that occurred between 1976 and 2012, from the USGS. Red and green stars represent the epicenters of the mainshock and foreshock, respectively, from the CENC. Red box represents the surface projection of the rupture fault plane of the 2021 Yangbi earthquake while thick red line shows the fault trace. Dali: Dali Prefecture; Yangbi: Yangbi County. The locations and names of faults refer to the Institute of Geology, China Earthquake Administration (https:∥www.eq-igl.ac.cn/). Red beach ball shows the focal mechanism solution of the 2021 Yangbi earthquake; Black, lightblue and pink beach balls in figures 1b and 1c represent focal mechanism solutions of the historical thrust, normal and strike-slip earthquakes, respectively, from GCMT.

歸功于密集的衛(wèi)星觀測(cè)，本研究首先利用哨兵-1A/B衛(wèi)星的升、降軌數(shù)據(jù)獲取了與2021年MS6.4云南漾濞地震相關(guān)的高精度高分辨率的同震形變；然后基于彈性位錯(cuò)理論，利用同震InSAR觀測(cè)數(shù)據(jù)反演了此次事件的破裂斷層幾何參數(shù)及詳細(xì)的同震滑動(dòng)分布；最后，討論了此次地震的同震滑動(dòng)虧損成因、發(fā)震斷層及附近斷層的潛在危險(xiǎn)性.

1 InSAR數(shù)據(jù)處理

作為過去45年在維西—喬后—巍山斷裂巍山盆地段附近發(fā)生的最大一次地震，提取與漾濞地震相關(guān)的形變信息對(duì)理解川滇塊體西邊界區(qū)域活躍斷層的構(gòu)造特性及地震災(zāi)害具有重要的意義.基于Gamma軟件(Werner et al., 2000)，我們采用雙軌法提取了覆蓋此次地震區(qū)域的升軌和降軌的同震干涉圖(表2).為了在一定程度上抑制噪聲，我們將哨兵1的距離向與方位向的多視比設(shè)置為10∶2，并利用30 m的數(shù)字高程模型移除了地形相位的貢獻(xiàn).為獲得較高的信噪比，我們利用功率頻譜濾波方法對(duì)干涉圖進(jìn)行濾波(Goldstein and Werner, 1998).然后基于枝切法對(duì)干涉圖進(jìn)行解纏(Goldstein et al., 1988)；最后對(duì)干涉圖進(jìn)行地理編碼，將其納入WGS84坐標(biāo)系框架中.此外，我們還利用遠(yuǎn)場(chǎng)非形變區(qū)域的觀測(cè)數(shù)據(jù)估計(jì)得到一個(gè)關(guān)于位置、高程和誤差相位的線性函數(shù)，從而去除軌道殘差和地形相關(guān)的大氣延遲(Cavalié et al., 2007).由于震中附近區(qū)域較稀疏的植被覆蓋，我們得到了高質(zhì)量的與2021年漾濞地震相關(guān)的同震形變場(chǎng)(圖2).升軌同震干涉圖(圖2a和2b)在震中區(qū)域展現(xiàn)出了一個(gè)朝向衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的葉狀型形變條紋，其視線向形變量約為5.2 cm，而降軌同震干涉圖(圖2d和2e)在震中南部顯示出兩個(gè)主要的葉狀型形變條紋(其中，西南部形變條紋遠(yuǎn)離衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)，而東南部形變條紋朝向衛(wèi)星運(yùn)動(dòng))，其視線向形變量分別約為-6.9 cm和7.7 cm.這三個(gè)主要的葉狀型形變條紋分別位于震中區(qū)域的北、西南和東南處，這種現(xiàn)象暗示著此次漾濞地震為一個(gè)走滑型事件.鑒于升軌和降軌同震視線向形變分別僅覆蓋震后5天和1天的數(shù)據(jù)以及該次事件較小的震級(jí)，我們認(rèn)為提取的同震形變場(chǎng)中僅包含有較小的震后形變.

表2 用于生成同震形變的SAR數(shù)據(jù)信息Table 2 Details of SAR data used for coseismic deformation

圖2 (a)和(d)分別為2021年漾濞地震升軌99和降軌135的同震干涉條紋圖； (b)和(e)為對(duì)應(yīng)的同震視線向位移； 黑色曲線代表以2 cm為間隔的同震形變等值線； (c)和(f)為對(duì)應(yīng)的降采樣數(shù)據(jù)Fig.2 (a) and (d) are the ascending track 99 and descending track 135 coseismic interferograms, respectively, (b) and (e) are the corresponding coseismic line-of-sight displacement; the black curved lines represent the contours of each 2 cm coseismic deformation, (c) and (f) are the corresponding downsampled data

2 大地測(cè)量數(shù)據(jù)模擬

2.1 均勻滑動(dòng)模擬

本文利用基于分辨率的降采樣方法(Lohman and Simons, 2005)對(duì)2021年云南漾濞地震的同震形變場(chǎng)進(jìn)行重采樣(圖2c和2f)，然后基于彈性半空間均勻介質(zhì)的矩形位錯(cuò)理論(Okada, 1985)對(duì)斷層滑動(dòng)進(jìn)行反演.首先，采用非線性反演方法對(duì)斷層幾何參數(shù)進(jìn)行反演，其次以線性反演算法來獲得斷層面上詳細(xì)的滑動(dòng)分布.多峰值粒子群方法被用來搜索最優(yōu)的斷層位置、走向、傾角、滑動(dòng)角、斷層寬度、長度、斷層上邊界埋深及滑動(dòng)量(Feng et al., 2013).綜合考慮余震序列的整體分布(圖1c)、同震形變干涉圖的特點(diǎn)(圖2a和2d)及USGS機(jī)構(gòu)公布的震源機(jī)制解(表1)，我們認(rèn)為此次地震為一個(gè)傾向西南的右旋走滑型地震，從而在反演中約束斷層的走向和滑動(dòng)角區(qū)間分別為(91°, 179°)和(-179°, -135°).在初始反演中，僅對(duì)走向角和滑動(dòng)角進(jìn)行約束，而斷層其他參數(shù)自由收斂，反演結(jié)果顯示在極狹窄的斷層寬度(小于0.1 km)上滑動(dòng)量達(dá)到極高的值(30 m)，這種現(xiàn)象與實(shí)際的破裂斷層明顯不符.然后，在反演中固定斷層寬度，從0.5 km開始，以0.5 km為間隔進(jìn)行多次反演，結(jié)果顯示：在斷層其他參數(shù)較為穩(wěn)定的情況下，斷層滑動(dòng)隨著斷層寬度的增加而逐漸減小(圖3b).最后，根據(jù)經(jīng)典的斷層寬度與震級(jí)的經(jīng)驗(yàn)公式(Wells and Coppersmith, 1994)，固定斷層寬度為8.7 km進(jìn)行非線性反演.最優(yōu)的反演結(jié)果(表1)顯示此次漾濞地震破裂在一個(gè)長度約12 km、東南走向(走向角約為139°)的具有少量正斷分量的右旋走滑斷層(滑動(dòng)角約為-170°)上.反演得到破裂斷層上邊界埋深2 km的深度意味著這次地震為一個(gè)隱伏型事件.此外，為了評(píng)估震源參數(shù)的可靠性，我們用蒙特卡羅方法(Parsons et al., 2006)對(duì)原始觀測(cè)添加噪聲擾動(dòng)，生成100組觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行反演，結(jié)果顯示所有的斷層幾何參數(shù)均較為穩(wěn)定(圖3a).

圖3 (a)蒙特卡羅分析的均勻斷層面幾何參數(shù)； (b)非線性反演中斷層寬度與滑動(dòng)量的關(guān)系； (c)不同傾角和平滑因子的log(ξ+ψ)函數(shù)的等值線圖 (a)中，直方圖代表100組噪聲擾動(dòng)數(shù)據(jù)反演得到的斷層幾何參數(shù)的分布，黃色圓圈代表每次反演待求參數(shù)的分布情況.實(shí)紅線代表 最優(yōu)斷層幾何參數(shù)，虛紅線為待求參數(shù)的正態(tài)分布.(c)中，紅色五角星代表全局最??；最優(yōu)傾角和平滑因子分別為80°和1.7.Fig.3 (a) Geometric parameters for the uniform fault plane from the Monte-Carlo analysis. (b) The relationship between fault width and slip during the nonlinear inversion. (c) Contour map of log(ξ+ψ) with different dip angles and smoothing factors In (a), histograms show the distribution of fault geometry parameters obtained from inversions of 100 data sets perturbed with random noise. Yellow circles show the distribution of the parameters to be solved in each inversion. Solid and dashed red lines represent the optimal fault geometric parameters and the normal distribution of the parameters to be solved, respectively. In (c), red star depicts the global minimum. The optimal dip and smoothing factor are 80° and 1.7, respectively.

2.2 滑動(dòng)分布模擬

首先固定均勻滑動(dòng)模型中得到的最優(yōu)發(fā)震斷層的位置、傾角和走向角，并分別沿走向和傾向擴(kuò)大斷層面的長度和寬度為24 km和18 km，然后將斷層面離散成432個(gè)1 km寬、1 km長的小矩形.同時(shí)，為避免斷層面上滑動(dòng)出現(xiàn)劇烈的震蕩，在反演中添加了平滑因子.考慮到均勻滑動(dòng)分布模型中得到的傾角對(duì)于精細(xì)滑動(dòng)分布并不是最優(yōu)的(Bürgmann et al., 2002)，在隨后的線性反演中進(jìn)一步優(yōu)化傾角.為搜索到最優(yōu)的傾角及平滑因子，采用一個(gè)log函數(shù)：f(δ,α2)=log(Ψ+ξ)，來對(duì)傾角和平滑因子進(jìn)行估計(jì)(Feng et al., 2013；圖3c).其中，ξ和Ψ分別代表殘差和滑動(dòng)粗糙度，而α2和δ分別代表平滑因子和傾角.此外，還進(jìn)一步約束滑動(dòng)在斷層面的左、右及下邊界為0，隨后進(jìn)行線性反演.結(jié)果(圖4b)顯示破裂斷層以右旋走滑為主，同時(shí)伴隨著少量的正斷分量；滑動(dòng)主要分布在深度2到12 km范圍內(nèi)，在7 km深度處滑動(dòng)達(dá)到最大，約為0.64 m；凹凸體上傾區(qū)域0～2 km范圍內(nèi)較小的滑動(dòng)量暗示同震滑動(dòng)并未破裂到地表.滑動(dòng)分布模型產(chǎn)生了～1.48×1018N·m的矩陣量，相當(dāng)于MW6.1.正演結(jié)果(圖5)顯示該模型較好的擬合了升軌99和降軌135的同震觀測(cè)形變，殘差分別為0.81 cm和0.65 cm，而升軌干涉圖中破裂斷層面東南處相對(duì)較大的殘差可能與該區(qū)域殘余的大氣噪聲有關(guān).

圖4 (a) 2021年漾濞地震投影到地表的同震滑動(dòng)分布模型； (b)沿走向和傾向投影的同震滑動(dòng)分布模型； (c)沿圖(a)中剖線AB的地形及斷層結(jié)構(gòu) (b)中，白色箭頭表示斷層上盤相對(duì)于斷層下盤的運(yùn)動(dòng)方向.(c)中，SF：發(fā)震斷層；WQWF：維西—喬后—巍山斷裂巍山盆地段.藍(lán)色虛線、點(diǎn)虛線和實(shí)線分別為傾角63°、69°和80°的維西—喬后—巍山斷裂巍山盆地段的地下結(jié)構(gòu).細(xì)紅線為反演得到的發(fā)震斷層 剖面，疊加在細(xì)紅線上的粗紅線代表主要的滑動(dòng)區(qū)域.Fig.4 (a) Surface projection of coseismic distributed slip model of the 2021 Yangbi earthquake. (b) The projection of coseismic distributed slip model along strike and dip directions. (c) Topography and fault structure along the profile AB in figure (a) In (b), white arrows depict the motion direction of the hanging wall relative to the footwall wall. In (c), SF: seismogenic fault; WQWF: Weishan segment of the Weixi-Qiaohou-Weishan fault. Blue dashed, dot-dashed and solid lines indicate the inferred fault subsurface structures with a dip of 63°, 69° and 80°, respectively. Thin red line shows the section of the inverted seismogenic fault. Thick red line superimposed on the thin red line indicates the main slip area.

圖5 (a)和(d)分別為升軌99和降軌135的同震觀測(cè)形變； (b)和(e)為對(duì)應(yīng)的模擬數(shù)據(jù)； (c)和(f)為殘差； (g)、(h)和(i)分別為沿剖線CD、EF和GH的同震形變 (a—f)中，粗紅線為地表跡線，虛紅線為埋深在地下的破裂面框架.(g—i)中，黑色點(diǎn)虛線為觀測(cè)數(shù)據(jù)，紅色圓代表模擬數(shù)據(jù).Fig.5 (a) and (d) are the observed coseismic displacements for the ascending track 99 and descending track 135, respectively. (b) and (e) are the corresponding modeled data. (c) and (f) are the residuals. (g), (h) and (i) are coseismic displacements along the profile CD, EF and GH, respectively In (a—f), thick red line depicts the fault surface trace while dashed red line shows the surface projection of the rupture fault plane. In (g—i), black dot-dashed line represents the observed data while red circles show the modeled data.

3 討論

3.1 同震滑動(dòng)虧損

淺層同震滑動(dòng)虧損現(xiàn)象在中強(qiáng)走滑地震中普遍存在，比如：1992年Landers、1999年 Hector Mine 和2010年EI Mayor-Cucapah 地震(如Xu et al., 2016).圖4a和4b顯示2021年漾濞地震的同震滑動(dòng)并沒有達(dá)到地表，且主要集中分布在2至12 km深度范圍內(nèi)，而0至2 km深度范圍內(nèi)破裂斷層滑動(dòng)的缺失可以用淺層滑動(dòng)虧損的機(jī)制來解釋.對(duì)于造成走滑型地震中淺層滑動(dòng)虧損的原因通?？梢詺w為三類：(1)淺層脆性地殼的速度強(qiáng)化特性阻礙了破裂斷層深源同震滑動(dòng)向上的傳播(Marone et al., 1991)；(2)破裂斷層地表附近的非彈性形變減少了同震應(yīng)力的積累，從而導(dǎo)致了同震滑動(dòng)虧損的存在(Kaneko and Fialko, 2011)；(3)大地測(cè)量數(shù)據(jù)在破裂斷層地表附近覆蓋的不完整性或缺失導(dǎo)致了反演過程中對(duì)斷層淺源滑動(dòng)分布的低估(Xu et al., 2016).本文反演中使用的升、降軌同震觀測(cè)數(shù)據(jù)(圖5a和5d)在破裂斷層中段區(qū)域顯示出了斷層近場(chǎng)數(shù)據(jù)的缺失，而這可能會(huì)引起淺源滑動(dòng)約束的不足.但是，中國地震局地質(zhì)研究所(https:∥www.eq-igl.ac.cn/)和云南省地震局(http:∥www.yndzj.gov.cn/)在震后開展的野外調(diào)查工作中并未發(fā)現(xiàn)此次地震造成的顯著地表破裂.因此，我們推測(cè)此次地震的同震滑動(dòng)并未或少量破裂到地表，近場(chǎng)數(shù)據(jù)少量的缺失并不能完全解釋同震滑動(dòng)虧損的現(xiàn)象.Yang等(2018)對(duì)2017年菲律賓Ormoc走滑型地震進(jìn)行了研究，并認(rèn)為該地震的滑動(dòng)虧損現(xiàn)象與當(dāng)?shù)氐囊粋€(gè)地?zé)岚l(fā)電廠有關(guān).該滑動(dòng)虧損對(duì)應(yīng)區(qū)域存在著大量的地?zé)嵩?，而這一高地?zé)嵩刺荻葞Ш芸赡艽嬖谥貧r石的塑性形變(非彈性形變)行為，從而阻止了滑動(dòng)虧損對(duì)應(yīng)區(qū)域的同震破裂.此外，F(xiàn)eng等(2017)對(duì)2016年新疆木吉地震進(jìn)行研究，認(rèn)為發(fā)震斷層附近區(qū)域發(fā)生的歷史強(qiáng)震造成的淺層巖體高度裂開或損傷是導(dǎo)致該次地震淺層滑動(dòng)虧損形成的原因.對(duì)于2021年漾濞地震，我們未發(fā)現(xiàn)可引起淺層地殼發(fā)生大量非彈性形變行為的地?zé)岚l(fā)電廠、火山源等，并且作為維西—喬后—巍山斷裂中段區(qū)域發(fā)生的最大地震，歷史強(qiáng)震影響的可能較小.因此，此次淺層滑動(dòng)虧損很可能被震后余滑和震間淺部滑動(dòng)(一般發(fā)生于地殼速度強(qiáng)化區(qū))來共同調(diào)節(jié).

3.2 發(fā)震斷層

識(shí)別中強(qiáng)地震的發(fā)震斷層對(duì)理解區(qū)域活動(dòng)斷層分布及地震災(zāi)害評(píng)估具有重大意義.InSAR觀測(cè)和大地測(cè)量反演結(jié)果表明此次漾濞地震破裂在一個(gè)西南傾向的右旋走滑斷層上.在震中附近，作為一個(gè)與破裂斷層平行且距離最近的斷裂，維西—喬后—巍山斷裂的總體走向和滑動(dòng)形式與反演得到的破裂斷層基本一致，可是反演結(jié)果卻表明破裂斷層與該斷裂的地表跡線仍然相隔約4 km(圖1c和4c).此外，盡管余震序列的整體分布勾勒出了一個(gè)與維西—喬后—巍山斷裂平行的地表斷層跡線，但是幾乎所有的余震均位于該斷裂的西側(cè).最重要的是，反演得到的滑動(dòng)分布模型(圖4a和4b)顯示：滑動(dòng)主要集中分布在破裂斷層沿下傾方向2到12 km處，且均位于維西—喬后—巍山斷裂地表跡線的西側(cè)(圖4c).如果將此次地震的發(fā)生歸結(jié)于維西—喬后—巍山斷裂，該斷裂必須以極低的傾角(約24°)在0至2 km的深度范圍內(nèi)向西南傾，然后在深度2 km以下的范圍以極高的傾角(約80°)向下延伸(圖4c)，這樣一個(gè)彎曲的斷層結(jié)構(gòu)與實(shí)際的走滑斷層特性明顯不符.因此，我們推斷維西—喬后—巍山主斷裂并不能為這次漾濞地震的發(fā)生負(fù)直接責(zé)任.對(duì)于陸內(nèi)活躍的走滑斷層，它們通常在垂向上表現(xiàn)為“花狀”構(gòu)造而在橫向上常以“雁狀”斷裂的形式分布(如Yang et al., 2020).鑒于維西—喬后—巍山斷裂傾角的不確定性以及走滑型斷層普遍具有高傾角的特性，如果維西—喬后—巍山斷裂的傾角在63°至69°之間，該斷裂地下結(jié)構(gòu)在12～20 km深度(主要同震滑動(dòng)分布深度之下)范圍內(nèi)恰能穿過反演得到的破裂斷層(圖4c)，因此，維西—喬后—巍山主斷裂的隱伏分支斷層很可能為此次漾濞地震的發(fā)震斷層；而如果維西—喬后—巍山斷裂傾角在70°至90°之間，作為一個(gè)陸內(nèi)地殼斷層，維西—喬后—巍山主斷裂在20 km的深度范圍內(nèi)并不能穿過反演得到的破裂斷裂(圖4c)，意味著此次事件極可能破裂在一個(gè)獨(dú)立未知的隱伏走滑斷層上.

3.3 區(qū)域地震危險(xiǎn)性評(píng)估

中強(qiáng)地震的同震滑動(dòng)通常會(huì)引起周圍斷層應(yīng)力場(chǎng)的變化，從而導(dǎo)致未來地震事件的提前和延遲(Symithe et al., 2013).作為過去45年維西—喬后—巍山斷裂附近發(fā)生的最大地震，且震中距居民區(qū)較近，這次事件的同震滑動(dòng)在評(píng)估周邊區(qū)域潛在地震災(zāi)害方面具有較大的意義.為了量化這次事件對(duì)周邊斷層的影響，本文基于PSGRN/PSCMP軟件(Wang et al., 2006)，采用0.4的有效摩擦系數(shù)(如 Freed, 2005)來計(jì)算已知斷層上的同震庫侖應(yīng)力變化.為獲得已知斷層整個(gè)斷層面的詳細(xì)庫侖應(yīng)力變化，首先根據(jù)已知的斷層地表跡線構(gòu)建了一個(gè)沿走向變化的斷層幾何模型，并將斷層跡線沿走向劃分為固定長度為2 km的小斷層段；然后以固定的傾角將斷層面沿下傾方向擴(kuò)展到20 km，最終構(gòu)建的斷層面由2 km長，2 km寬的子塊體構(gòu)成(如Mildon et al., 2016).我們以反演得到的漾濞地震同震滑動(dòng)分布模型(圖4a)作為輸入模型，并假設(shè)周邊已知的走滑斷裂均為一個(gè)直立(90°傾角)的斷層(其中，假設(shè)右旋走滑斷層具有純右旋(-180°滑動(dòng)角)走滑機(jī)制，左旋走滑斷層具有純左旋(0°滑動(dòng)角)走滑機(jī)制)，而已知的逆沖斷裂為一個(gè)具有中等傾角(45°)的純逆沖(90°滑動(dòng)角)性質(zhì)的斷層.計(jì)算結(jié)果(圖6)顯示維西—喬后—巍山斷裂的巍山盆地段(WQWF)南端、維西—喬后—巍山斷裂的玉獅場(chǎng)—喬后段(WQYF)南端、洱源—彌渡斷裂中段(MEMF)南端及洱源—彌渡斷裂南段(SEMF)南端均表現(xiàn)出負(fù)的庫侖應(yīng)力變化，這些斷層段積累的應(yīng)力很可能在這次漾濞地震中被釋放.此外，維西—喬后—巍山斷裂的巍山盆地段(WQWF)北端、維西—喬后—巍山斷裂的玉獅場(chǎng)—喬后段(WQYF)最南端及洱源—彌渡斷裂中段(MEMF)北端均表現(xiàn)出大于0.01 MPa(地震觸發(fā)閾值(如Ziv and Rubin, 2000))的正庫侖應(yīng)力變化(圖6).鑒于較大的庫侖應(yīng)力變化，認(rèn)為這些斷層段具有較高的破裂風(fēng)險(xiǎn).

圖6 2021年漾濞地震引起的附近斷層同震庫侖應(yīng)力變化 (a)為沿永平(YPF)、洱源—彌渡斷裂北段(NEMF)、洱源—彌渡斷裂中段(MEMF)、魚棚村斷裂(YPCF)、九頂山—孝秀莊斷裂(JXF)、曾家營—永福哨斷裂(CPF)和苴力—春元斷裂(JCF)的同震庫侖應(yīng)力變化；(b)為沿維西—喬后—巍山斷裂的玉獅場(chǎng)—喬后段(WQYF)、維西—喬后—巍山斷裂的巍山盆地段(WQWF)、維西—喬后—巍山斷裂南段(WQSF)和洱源—彌渡斷裂南段(SEMF)的 同震庫侖應(yīng)力變化.紅色五角星為震中，粗紅線為反演得到的斷層地表跡線.Fig.6 Coseismic Coulomb stress changes in the nearby faults induced by the 2021 Yangbi earthquake (a) shows the coseismic Coulomb stress changes along the Yongping fault (YPF), northern segment of the Eryuan-Midu fault (NEMF), middle segment of the Eryuan-Midu fault (MEMF), Yupengcun fault (YPCF), Jiudingshan-Xiaoxiuzhuang fault (JXF), Cengjiaying-Yongfushao fault (CPF) and Juli-Chunyuan fault (JCF). (b) shows the coseismic Coulomb stress changes along the Yushichang-Qiaohou segment of the Weixi-Qiaohou-Weishan fault (WQYF), Weishan segment of the Weixi-Qiaohou-Weishan fault (WQWF), southern segment of the Weixi-Qiaohou-Weishan fault (WQSF) and southern segment of the Eryuan-Midu fault (SEMF). Red star is epicenter while thick red line depicts the inverted fault surface trace.

4 結(jié)論

本文利用升、降軌InSAR數(shù)據(jù)研究了2021年云南漾濞地震的破裂斷層幾何和精細(xì)的滑動(dòng)分布.反演結(jié)果顯示：破裂斷層以右旋走滑運(yùn)動(dòng)為主，同時(shí)伴隨少量的正斷分量；滑動(dòng)主要分布在深度2到12 km范圍內(nèi)，在約7 km深度處滑動(dòng)達(dá)到最大，約為0.64 m；該同震滑動(dòng)分布模型產(chǎn)生約1.48×1018N·m的矩陣量，約為MW6.1.破裂斷層淺部0到2 km范圍內(nèi)的滑動(dòng)虧損很可能被震后余滑及震間淺部滑動(dòng)所彌補(bǔ).通過對(duì)反演結(jié)果、余震序列和局部斷層構(gòu)造特性的綜合分析，認(rèn)為此次地震可能破裂在維西—喬后—巍山斷裂的隱伏分支斷層或一個(gè)獨(dú)立的未知的隱伏主斷層上.由于較大的正庫侖應(yīng)力變化，需著重注意維西—喬后—巍山斷裂的巍山盆地段北端、維西—喬后—巍山斷裂的玉獅場(chǎng)—喬后段最南端及洱源—彌渡斷裂中段北端的潛在破裂風(fēng)險(xiǎn).

致謝感謝兩位審稿專家提出的寶貴意見.感謝歐洲航天局提供的哨兵1A/B數(shù)據(jù)(https:∥asf.alaska.edu/).