牛 甜 王伶俐

1 云南省地震局，昆明市北辰大道148號，650224

據(jù)中國地震臺網(wǎng)中心測定，北京時間2021-05-21 21:48云南大理漾濞縣發(fā)生MS6.4地震，震源深度8 km，為前震-主震-余震型事件[1]。從構(gòu)造上來看，此次地震震中位于維西-喬后斷裂帶，該斷裂帶是紅河斷裂帶向北彌散延伸的分支斷裂之一，也是川滇菱形塊體西南邊界的重要組成部分[2-3]。云南地區(qū)位于印度板塊與歐亞板塊的碰撞帶邊緣，其構(gòu)造活動較為劇烈，地震活動非常頻繁[4]。

GNSS觀測資料用于地震預(yù)測研究具有重要意義，已有許多學者利用GNSS數(shù)據(jù)對地殼活動性和地震預(yù)測進行研究[5-10]。本文利用GAMIT/GLOBK軟件處理云南地區(qū)43個GNSS連續(xù)站觀測資料，獲取高精度結(jié)果，進而得到GNSS面應(yīng)變和最大剪應(yīng)變，以進一步分析漾濞地震前后云南地區(qū)整體應(yīng)變場變化情況。面應(yīng)變率交替出現(xiàn)壓縮和拉張狀態(tài)，可直接反映該區(qū)域擠壓強弱特性，由GNSS點位移獲取的面應(yīng)變信息具有明確的物理意義，對震前和震后趨勢判定等具有重要意義[11]。長趨勢背景下的最大剪應(yīng)變活動可幫助了解地殼運動的總體特征，但研究短期異常波動還需結(jié)合長趨勢下運動背景。

1 GNSS數(shù)據(jù)處理

本文利用GAMIT/GLOBK軟件解算2018～2021年云南地區(qū)43個GNSS基準站觀測數(shù)據(jù)，結(jié)合中國及周邊IGS跟蹤站與云南地區(qū)GNSS站點進行聯(lián)合解算。分析時段為24 h，利用GAMIT基線解算獲得單日松弛解；利用GLOBK軟件將GAMIT解算得到的單日松弛解和SOPAC提供的全球IGS站單日松弛解合并，并在全球范圍內(nèi)選取分布均勻、時間序列穩(wěn)定的IGS連續(xù)觀測站作為框架進行約束，獲取待解算測站在該框架下的點位結(jié)果。

綜合2018～2021年單日解，得到ITRF2014參考框架下的點位時間序列，通過統(tǒng)計可知，所有觀測點位的坐標精度均優(yōu)于3 mm。通過對不同時間段時間序列進行線性擬合獲得站點在ITRF2014參考框架下的速度場(圖1)，結(jié)果表明云南地區(qū)的水平速度方向整體朝SE方向旋轉(zhuǎn)。

圖1 ITRF2014框架下的云南地區(qū)GNSS連續(xù)站速度場Fig.1 Velocity field of GNSS continuous station in Yunnan area under the ITRF2014 framework

2 應(yīng)變率場及特征分析

2.1 應(yīng)變率場計算

不同參考基準將得到不同速度場，但區(qū)域應(yīng)變場則與參考基準無關(guān)，可直接反映地殼變形性質(zhì)和強度。應(yīng)變率場求解以GNSS位移時間序列為主，考慮到GNSS站點分布的不均勻特性，基于各站點的位移時間序列，引入克里金插值方法按照1°×1°格網(wǎng)對位移場進行插值，以獲得分布均勻的位移場?；谖灰茍雠c應(yīng)力場的關(guān)系，再通過格網(wǎng)化的位移場與相鄰格網(wǎng)組網(wǎng)方式求取區(qū)域應(yīng)變場，包括最大剪應(yīng)變、面應(yīng)變等。具體解算方法見文獻[12-13]。

2.2 應(yīng)變結(jié)果及特征

云南地區(qū)2018～2021年面應(yīng)變與最大剪應(yīng)變(圖2)結(jié)果表明，云南地區(qū)面應(yīng)變主要有2個高值區(qū)(面壓縮為負，面拉張為正)，分別為勐海及中甸-麗江附近地區(qū)；面壓縮區(qū)主要為大寨以北、彌勒-開遠及騰沖西北部地區(qū)(圖2(a))。云南地區(qū)最大剪應(yīng)變高值區(qū)主要沿2個條帶狀縱向分布，分別為永勝-漾濞-施甸及大寨-昆明-通海一帶?？傮w來說，整個云南地區(qū)最大剪應(yīng)變積累呈現(xiàn)北邊強南邊弱、東西相對穩(wěn)定特征，大寨以北的區(qū)域剪應(yīng)變率增長最快(圖2(b))。

圖2 云南地區(qū)面應(yīng)變與最大剪應(yīng)變Fig.2 Surface strain and maximum shear strain in Yunnan

3 漾濞地震前后短期GNSS應(yīng)變場變化分析

3.1 面應(yīng)變分析

圖3為漾濞地震前后3個月整個云南地區(qū)面應(yīng)變率演化過程。研究表明，在地震發(fā)生前后存在短期應(yīng)變的快速變化情況，故本文以漾濞地震發(fā)生時間2021-05-21為節(jié)點，分別分析漾濞地震前后3個月面應(yīng)變的變化情況。

由圖3(a)可以看出，2021-02-15～03-15云南地區(qū)面應(yīng)變壓縮區(qū)呈縱向倒V字形分布，高值區(qū)集中在滇北、文山、施甸-瑞麗一帶，面應(yīng)變拉張區(qū)主要集中在滇東及臨滄-耿馬附近區(qū)域；而03-15～04-15(圖3(b))面應(yīng)變呈環(huán)狀分布，臨滄-耿馬一帶由拉張迅速轉(zhuǎn)變?yōu)閿D壓，滇北、瑞麗、馬街-金平一帶由擠壓迅速轉(zhuǎn)變?yōu)槔瓘?，麗?永勝、彌勒一帶擠壓趨勢基本保持不變，出現(xiàn)較為明顯的面應(yīng)變正負交替異?，F(xiàn)象。由圖3(c)可以看出，震前1個月云南地區(qū)整體呈現(xiàn)壓縮趨勢，壓縮高值區(qū)主要集中在大寨-元謀-楚雄-景東一帶；對比圖2面膨脹率變化可以看出，震前1個月應(yīng)變變化存在顯著增強趨勢，由之前的壓縮拉張交替出現(xiàn)轉(zhuǎn)變?yōu)橐詨嚎s應(yīng)變?yōu)橹鳌?/p>

圖3(d)為漾濞地震后1個月面應(yīng)變率變化，與圖3(c)相比，地震發(fā)生后，短期內(nèi)整個云南地區(qū)基本呈現(xiàn)拉張狀態(tài)，說明該區(qū)域正在經(jīng)歷震后彈性回彈過程，高值區(qū)出現(xiàn)在麗江-漾濞、楚雄-新平附近地區(qū)。由圖3(e)可以看出，震后第2個月，面應(yīng)變呈帶狀分布，壓性活動區(qū)逐漸增大，滇西北地區(qū)最為突出，壓縮區(qū)域還有中甸-瑞麗、大寨-會澤、耿馬地區(qū)；拉張區(qū)域有彌勒-文山、麗江-永勝、勐海附近地區(qū)。震后第3個月，壓縮區(qū)域為彌勒-文山一帶(圖3(f))，整體呈拉張趨勢，與圖3(d)相比拉張活動有所減弱?？傮w來看，震后第1個月云南地區(qū)面膨脹率整體呈拉張趨勢，隨后應(yīng)力逐漸釋放，漾濞地震發(fā)生在面應(yīng)變壓縮區(qū)域。

3.2 最大剪應(yīng)變率分析

圖4為漾濞地震前后3個月整個云南地區(qū)最大剪應(yīng)變率演化過程，從圖中可以看出，漾濞地震前3個月，云南地區(qū)最大剪應(yīng)變率積累并不突出，僅在滇北地區(qū)最大剪應(yīng)變具有明顯增強趨勢，整個云南地區(qū)基本處于弱剪應(yīng)變率區(qū)；漾濞地震后1個月，短期內(nèi)剪切活動增強，尤其是在滇北、滇西南勐臘-墨江一帶形成最大剪應(yīng)變率高值區(qū)；隨后2個月，剪切活動逐漸減弱。

圖3 漾濞6.4級地震前后面應(yīng)變率變化Fig.3 Variation of surface strain rate before and after the Yangbi MS6.4 earthquake

圖4 漾濞6.4級地震前后最大剪應(yīng)變率變化Fig.4 Variation of maximum shear strain rate before and after Yangbi MS6.4 earthquake

研究表明，地震孕育過程會逐漸降低斷層兩側(cè)速度差異。隨著斷層附近應(yīng)變的不斷積累，區(qū)域應(yīng)變積累速率逐漸降低，當應(yīng)變速率降低到一定程度時，斷層附近的應(yīng)變積累達到極限狀態(tài)而發(fā)生破裂。因此，并非較大地震均發(fā)生在最大剪應(yīng)變率的極大值區(qū)域，而是發(fā)生在高低值轉(zhuǎn)換區(qū)域[14]。此次漾濞地震也正好發(fā)生在長趨勢下最大剪應(yīng)變率高值區(qū)，發(fā)震時間則處于短期區(qū)域應(yīng)變積累速率快速降低過程之后。

4 結(jié) 語

本文利用GAMIT/GLOBK軟件處理2018～2021年云南地區(qū)GNSS連續(xù)觀測站資料，在獲取時間序列基礎(chǔ)上，采用克里金方法進行插值和最小二乘處理，獲取云南地區(qū)不同空間尺度的應(yīng)變特征參數(shù)。對漾濞地震前后的應(yīng)變特征進行分析，得到以下結(jié)論：

1)漾濞6.4級地震前，云南地區(qū)面應(yīng)變顯著增強，整體呈壓縮趨勢，最大剪應(yīng)變率在震前出現(xiàn)短期區(qū)域應(yīng)變積累速率快速降低的現(xiàn)象；漾濞地震發(fā)生后，云南地區(qū)面應(yīng)變整體呈快速拉張狀態(tài)，最大剪應(yīng)變率則出現(xiàn)剪切活動增強現(xiàn)象。漾濞地震是長時間應(yīng)力場異常后短期快速調(diào)整過程中應(yīng)力釋放的結(jié)果。

2)地震危險區(qū)應(yīng)重點關(guān)注面應(yīng)變壓縮區(qū)域和最大剪應(yīng)變高低值轉(zhuǎn)換區(qū)域。