云南大理MS6.4地震與意大利拉奎拉MW6.3地震序列的比較研究和危險性分析啟示＊

張晁軍

（中國地震臺網中心，北京 100045）

引言

震例分析工作表明，不同區域發生的地震也具有相似性。2021年5月21日21時48分在云南大理（25.67°N，99.87°E）發生MS6.4地震，震源深度8 km，造成3人死亡，27人受傷。2009年4月6日意大利拉奎拉（L'Aquila）（42.33°N，13.33°E）發生MW6.3地震，震源深度8.8 km，造成296人喪生，1500人受傷。云南大理MS6.4地震發生在中國大陸，屬于左旋走滑型地震，意大利拉奎拉MW6.3地震發生在板塊邊緣，俯沖帶地區，屬于正斷層錯動為主，兼右旋走滑型地震。盡管這兩次地震發震構造差異極大，屬不同錯動類型，但兩次地震的震源深度相近，震前的地震活動性相似，震前都有數月的小震活動增強現象，臨近主震發生前，都有強震群現象發生[1]。什么樣的方法、指標對于震情跟蹤研判具有普遍性，這是必須要考慮的。選取的指標對于分析不同區域發生的地震是否適用，必須進行對比分析。本文將地震按叢集性做分區處理，選取傳統的M-t序列分析3級地震活動性、2年來地震能量釋放是否處于升級趨勢和GR關系做為分析指標，通過回溯兩個震例的地震危險性分析過程來總結提煉類似地震序列震情跟蹤研判的科學經驗。

地震預測或預報尚處于經驗預報模式。在目前或相當長的時期內，做好震例對比分析工作是提高地震預測水平較為有效的方法，震例對比分析越多，經驗越豐富，地震預測水平就越準確，而且震例對比分析不應只局限于國內地震。

1 資料選取

對于2009年4月6日意大利拉奎拉MW6.3地震，選取2007年1月1日—2009年4月6日（主震發生時刻），發生在主震周邊5°×5°區域MS3以上地震活動作為研究對象。對于2021年5月21日云南大理MS6.4地震，選取2019年1月1日—2021年5月21日（主震發生時刻），發生在主震周邊5°×5°區域MS3以上地震活動作為研究對象。其中云南大理MS6.4地震目錄數據來源于中國地震臺網中心國家地震科學數據中心（http://data.earthquake.cn）；意大利拉奎拉MW6.3地震目錄來自意大利國家地球物理與火山研究所（Istituto Nazionaledi Geofisicae Vulcanologia）提供的目錄。

在文章以下部分出現的震級，如不做特別說明，均為MS震級。

2 資料處理方法

本文采用測震學分析軟件Superseis，應用各種測震學指標對這2次地震進行了分析，最終認為能說明問題或有點規律可循的方法，或者說簡單實用的數據分析方法是傳統的M-t序列分析和G-R關系方法。在做M-t序列分析時，震級下限取3.0，因為本文把3.0級地震平靜作為地區地震活躍開始的一個主要指標。由于G-R關系具有區域性特點，反映了介質破裂周圍的穩定性，故在做G-R關系分析時，將地震活動按地震叢集性做分區處理，對每個分區進行M-t序列能量釋放升級或衰減分析和G-R關系分析。

定義1：地震能量釋放升級趨勢?在分析時空范圍內，后一個地震震級高于前面最大地震0.2級以上；

定義2：地震能量釋放衰減趨勢?在分析時空范圍內，后一個地震震級低于前面最大地震0.2級以上。

3 意大利拉奎拉MW6.3地震分區分析

3.1 意大利拉奎拉MW6.3地震前地震活動分區

圖1為意大利拉奎拉MW6.3地震前2007年1月1日—2009年4月6日（主震發生時刻），主震周邊5°×5°區域3級以上地震活動圖像，將圖1分成5個區，分別為A、B、C、D和E區。

圖1 意大利拉奎拉MW6.3地震前2007年1月1日—2009年4月6日地震活動圖像及分區圖Fig.1 Seismicity pattern and zoning map before the L'Aquila MW6.3 earthquake in Italy from January 1，2007 to April 6，2009

3.2 各區地震活動性分析

表1列出A、B、C、D和E各區M-t序列和GR關系分析結果。這里定義依據M-t圖預測震級標為Mt；依據G-R關系外推預測震級標為MGR。

表1 意大利拉奎拉MW6.3地震前A、B、C、D和E各區M-t序列和G-R關系分析列表Table 1 The table of M-t sequence and G-R relation of A，B，C，D，E regions before L'Aquila MW6.3 earthquake in Italy

續表 1

綜上所述，從各區M-t序列、3級地震活動性、2年來地震能量釋放是否處于升級趨勢、G-R關系等幾方面分析來看，截至2009年4月，D區、E區發生5級以上地震可能性不大。A區、B區、C區地震能量釋放都處于升級趨勢中，A區，C區G-R關系外推地震為MGR=5.5±0.3，B區G-R關系外推震級為MGR=5.8—6.4。從3個區b值分析來看，A區b值為0.76，C區b值為0.86，B區b值為0.61。因此，B區發生強震的可能性最大。從3.5級地震最大平靜天數來看，A區平靜160天，打破后發生5.4級地震；C區平靜127天，打破后發生5.3級地震；B區平靜290天，打破后發生震群現象，震群最大地震4.4，之后發生6.3級地震（主震）。可見，在地震能量釋放都處于升級趨勢中，3.5級地震平靜時間，有助于地應力積累，與后續地震能量釋放大小有關。

4 云南大理MS6.4地震分析

4.1 云南大理MS6.4地震活動分區

圖2為云南大理MS6.4地震前2019年1月1日—2021年5月21日（主震發生時刻），主震周邊5°×5°區域3級以上地震活動圖像，將圖2分成7個區，分別為A、B、C、D、E、F和G區。

圖2 云南大理MS6.4地震前2019年1月1日—2021年5月21日地震活動圖像及分區圖Fig.2 Seismicity pattern and zoning map before the Dali MS6.4 earthquake in Yunnan from January 1，2019 to May 21，2021

4.2 各區地震活動性分析

表2列出A、B、C、D、E、F和G各區M-t序列和G-R關系分析結果。A區實際為西藏林芝地區；B區實際為印度和緬甸地區；C區實際為四川甘孜州—云南麗江一帶；D區實際為云南臨滄、大理、保山、楚雄一帶；E區包括云南西雙版納、普洱、紅河、玉溪一帶和老撾、越南、緬甸部分地區；F區實際為龍門山斷裂帶；G區跨度較大，實際為玉溪、楚雄、攀枝花、西昌、宜賓六盤水、東川、曲靖一帶。

表2 云南大理MS6.4地震前A、B、C、D、E、F和G各區M-t序列和G-R關系分析列表Table 2 The table of M-t sequence and G-R relation of A，B，C，D，E，F，G regions before Dali MS6.4 earthquake in Yunnan

續表 2

綜上所述，從各區M-t序列、3級地震活動性、2年來地震能量釋放是否處于升級趨勢、G-R關系等幾方面分析來看，截至2021年5月，只有D區、F區地震能量釋放呈升級趨勢，具備發生強震的可能性。從兩區b值分析來看，D區b值為0.59，介于0.55—0.70之間，說明研究區域近期積累能量的能力較好[2]；F 區 b 值為0.42，低于0.50說明這一地區介質抗應力積累能力較差。因此，D區發生6級地震可能性高于F區。從3級地震最大平靜天數來看，B區平靜112天，打破后發生震群現象，震群最大地震5.6級，之后發生6.3級地震（主震）；F區平靜230天，打破后發生最大地震3.4級，且3級地震活躍度較低。綜合分析，D區更具備發生強震的可能性。G區b值為0.76，處于相對穩定階段，結合M-t圖分析可知，發生強震的可能性低于D區。盡管如此，F區3級地震平靜230天被打破，G區2020年10月以來，地震能量釋放呈升級趨勢，都是值得未來關注的地區。

5 兩次地震的相似性

這兩次地震的相似性有以下幾點：

（1）震源深度都比較淺。云南大理MS6.4地震震源深度8 km，意大利拉奎拉MW6.3地震震源深度8.8 km；

（2）b值相近。云南大理MS6.4地震和意大利拉奎拉MW6.3地震b值分別為0.59和0.61，G-R關系外推震級相近，均為6級左右；

（3）M-t圖序列地震能量釋放都呈升級趨勢，地震活動也相似。平靜打破后3級以上地震活躍，都出現震群現象，地震能量釋放呈加速狀態[3]；

（4）都屬于前震-主震-余震型序列。意大利拉奎拉MW6.3地震主震前最大前震為5.2級；云南大理MS6.4地震主震前最大前震為5.6級，且前震震群特征明顯。

6 以地震叢集劃分區域合理性的討論

天氣預報存在從大區域預報向局部地區精準預報發展的趨勢。震情跟蹤研判是否可以做到這一點呢？即將地震活動分區進一步細化，是否可以得出較好的結論？如果可以，對未來提供準確發生區域提供參考，提升震情跟蹤研判的作用。以云南大理MS6.4地震D區為例進行說明。把D區再劃分成D1區和D2區，圖中黑色虛線上部為D1區，下部為D2區（圖3）。其中，D1區b值為0.52，G-R關系外推震級MGR=6.2，M-t序列中，地震能量釋放呈升級趨勢，D1區2019年5月—12月，有1次3級以上地震活躍階段，最大地震為2019年7月21日4.9級地震，D1區3級地震最大平靜206天（圖4）；D2區b值為0.73，G-R關系外推震級MGR=4.8，M-t序列中，地震能量釋放無明顯升級趨勢，3級地震最大平靜112天，較D1區短很多。D2區3級地震活躍階段出現在3級平靜打破后，最大地震為2021年5月13日保山市施甸縣4.7級地震。D2區這次活躍與D1區地震活動時間上具有一致性，反映了震前中小地震從頻度和強度上在時間和空間向未來震中聚集的現象[4]。

圖3 D區分為D1區和D2區示意圖Fig.3 The sketch map of D block which is divided into D1 and D2

圖4 D1、D2區M-t圖與G-R關系圖Fig.4 M-t sequence and G-R relation of D1 and D2 region before Dali MS6.4 earthquake in Yunnan

綜上所述，按地震叢集性劃分區域有一定的合理性，更容易把握區域地震活動特點。但就本文來講，D1區和D2區結合分析，可以更好地理解地震2年來地震活動特征，預測地震發生強度。

7 結束語

（1）云南大理MS6.4地震與意大利拉奎拉MW6.3地震在震源深度、b值特征、地震活動和平靜打破后3級以上地震活動方面都具有相似性，都出現震群現象，且地震能量釋放呈加速狀態，都屬于前震-主震-余震型地震序列。

（2）按地震叢集性劃分區域有一定的合理性，更容易把握區域地震活動特點，可做為震情跟蹤研判區域劃分的依據。

（3）云南大理MS6.4地震與意大利拉奎拉MW6.3地震發生在不同區域，構造差異極大，屬不同錯動類型，用分區G-R關系和M-t序列分析，都得出較好的結果，說明了分區G-R關系和M-t序列分析對震情跟蹤研判具有普適性特征。

致謝

感謝中國地震臺網中心國家地震科學數據中心（http://data.earthquake.cn）提供數據支撐；感謝武漢地震研究所李盛樂研究員提供的國外地震目錄數據。感謝審稿專家提出的建設性修改意見。