2021年5月21日云南漾濞MS 6.4地震現(xiàn)場震情跟蹤及思考

錢曉東 李 滔 羅庭珠

1）中國昆明 650224 云南省地震局

2）中國上海 200062 上海佘山地球物理國家野外科學觀測研究站

3）中國云南 671000 大理州地震局

4）中國云南 672500 漾濞縣地震局

0 引言

2021 年5 月21 日21 時48 分，云南省大理州漾濞縣發(fā)生MS6.4 地震，震源深度8 km，地震波及范圍廣，云南多地震感強烈。此為大理州自1925 年大理MS7.0 地震后發(fā)生的最大地震，也是58 年來首次MS≥6.0 地震。漾濞MS6.4 地震震中附近斷裂縱橫交匯，地質(zhì)構(gòu)造復雜，為地震發(fā)生提供了構(gòu)造條件。自2021 年5 月18 日至6 月6 日，云南測震臺網(wǎng)共記錄MS≥0 地震4 450 次，其中2—2.9 級地震114 次，3—3.9 級地震30 次，4—4.9級地震13 次，5 次4.0—4.9 級地震、1 次5.0 級以上地震（MS5.6），主震后發(fā)生9 次4.0—4.9級地震、2 次5.0—5.9 級地震，地震烈度Ⅷ度，極震區(qū)位于漾濞縣城，屬城市直下型地震，且震源相對較淺，2級左右余震就能發(fā)出巨大聲響且震感強烈，在造成較大經(jīng)濟損失的同時，也造成了一定社會恐慌。面對高頻度有感地震，如何有效開展地震現(xiàn)場震情跟蹤工作，值得認真思考。

1 主震前4 級震群活動

漾濞MS6.4 地震前發(fā)生6 次MS≥4.0 地震，形成震群活動，應為該地震序列的前震活動（表1），但僅5 月18 日MS4.2 和5 月19 日MS4.4 地震可用于后續(xù)地震預測。由表1可知，4 次前震與主震發(fā)生在同一天，前后間隔不足1 小時，5 月21 日最大前震MS5.6 地震發(fā)生后2 min 內(nèi)接連發(fā)生2 次4 級以上地震，27 min 后即發(fā)生6.4 級主震，間隔時間較短，未能及時進行分析進而作出后續(xù)地震趨勢判斷。

表1 漾濞MS 6.4 地震序列前震及主震Table 1 Foreshock and mainshock of Yangbi MS 6.4 earthquake sequence

2021 年5 月18 日MS4.2 和5 月19日MS4.4 地震發(fā)生后，云南省地震局震情會商會認為，4 級震群沿維西—喬后斷裂呈NW 向帶狀分布。該斷裂歷史上僅記錄1 次MS≥6.0 地震（1948 年6 月27 日劍川MS6.3 地震），近年來4、5 級震群活躍，已發(fā)生3 次顯著震群活動（圖1）：①2013 年3 月3 日、4 月17 日洱源MS5.5、MS5.1 震群；②2016 年2 月8日洱源MS4.5、MS4.0 和2016 年5 月18 日云龍MS5.0、洱源MS4.6 震群；③2017 年3 月27 日漾濞MS4.7、MS5.1、MS4.1 震群。分析發(fā)現(xiàn)，2021年5月18日、19日MS4.2、4.4地震發(fā)生后，該序列b、h值出現(xiàn)異常（圖2），其中：b=0.42，數(shù)值偏??；h值4 小時歸一化頻度呈非線性增長。

圖1 2013 年3 月—2021 年5 月維西—喬后斷裂附近MS ≥4.0 地震Fig.1 MS≥4.0 earthquakes near the Weixi-Qiaohou fault from March 2013 to May 2021

圖2 2021 年5 月18、19 日MS 4.2、4.4 前震及其序列b 值和h 值異常(a) MS 4.2 次前震異常；(b) MS 4.4 前震序列異常Fig.2 The MS 4.2 and 4.4 foreshocks on May 18 and 19,2021 and anomalies of b and h values of their sequences

云南省地震局專家于5 月19 日晚趕赴漾濞震區(qū)，與大理州地震局、漾濞縣地震局組成震情跟蹤聯(lián)合工作組，采取以下措施開展現(xiàn)場工作：①利用流動測震儀對震區(qū)測震臺進行加密；②與震區(qū)亞失穩(wěn)、主動源、云南區(qū)域測震臺網(wǎng)實現(xiàn)組網(wǎng)觀測，提升震區(qū)地震監(jiān)控能力；③進行省、州、縣地震局聯(lián)合震情會商。

通過震情疏理，發(fā)現(xiàn)5 月19 日漾濞MS4.4 地震周邊100 km 范圍內(nèi)出現(xiàn)3 項定點地球物理異常：洱源水溫、云龍洞體應變EW 向和彌渡水管傾斜NS 向。其中2 項形變異常為趨勢性異常，而洱源水溫測項映震能力較好（圖3），在2016 年云龍MS5.0 和2017 年漾濞MS5.1 地震前，洱源水溫均明顯下降，并于轉(zhuǎn)折回升后發(fā)震，目前異常大幅度下降后出現(xiàn)轉(zhuǎn)折，異常進入短臨階段，預測震級水平為5 級。

圖3 震前洱源水溫Fig.3 Water temperature of Eryuan before the earthquakes

此外，漾濞縣布設5 個宏觀觀測點，主要觀測魚、雞、巴馬香豬等動物異常和冷泉等地球物理異?，F(xiàn)象，但震前均無異?，F(xiàn)象發(fā)生。

2 漾濞MS 6.4 地震序列判定

2.1 震源機制

漾濞地震震區(qū)位于唐古拉—昌都—蘭坪—思茅褶皺系，震中東側(cè)為維西—喬后斷裂、紅河斷裂（圖4）。紅河斷裂是云南地區(qū)著名的全新世活動斷裂，規(guī)模宏大，作為川滇菱形塊體西部邊界斷裂，沿斷裂歷史上發(fā)生2 次MS≥7.0 地震，即1652 年7 月13 日彌渡MS7.0 和1925 年3 月16 日大理M7.0 地震。維西—喬后斷裂總體走向NW，傾向NE 或SW，傾角50°—70°，早期活動以擠壓為主，晚第四紀以來則以右旋走滑為主兼張性正斷，控制了維西、馬登、喬后等第四紀盆地的發(fā)育，為晚更新世—全新世活動斷裂，歷史地震活動水平不高，1900 年以來以5、6 級地震活動為主，最大地震為1948年劍川MS6.3 地震。

（1）空間分布。由漾濞MS6.4 地震序列空間分布（圖4）可見，此次地震序列沿維西—喬后斷裂分布，且ML≥3.0 地震呈長約20 km、寬約8 km 的NW 向帶狀分布；余震主要發(fā)生在主震SE 方向。由漾濞MS6.4 地震烈度圖（圖5）可見，極震區(qū)橢圓長軸展布方向N35°W，與余震分布方向一致。

圖4 2021 年5 月18 日—6 月9 日漾濞MS 6.4地震序列空間分布（ML ≥1.0）Fig.4 Spatial distribution of Yangbi MS 6.4 earthquake sequence from May 18 to June 9,2021（ML ≥1.0）

圖5 漾濞MS 6.4 地震烈度Fig.5 Isoseismal map of the Yangbi MS 6.4 earthquake

（2）震源機制解。此次漾濞MS6.4 地震發(fā)生后，云南現(xiàn)場震情監(jiān)視組利用云南區(qū)域數(shù)字化地震臺網(wǎng)記錄，采用CAP 方法反演震源機制，該方法基于Zhao等（1994）和Zhu 等（1996）提出的將寬頻帶數(shù)字地震記錄分為體波部分（Pnl）和面波部分，分別計算其合成波形與真實記錄的誤差函數(shù)，在相關(guān)參數(shù)空間中搜索最佳矩張量解。美國地質(zhì)調(diào)查局（USGS）也于第一時間在網(wǎng)站上發(fā)布了相關(guān)信息和研究成果①https://earthquake.usgs.gov/earthquakes/eventpage/us7000e532/moment-tensor。2 個機構(gòu)結(jié)果見表2、圖6。由表2 和圖6 可知，工作組給出的結(jié)果與USGS 結(jié)果較為一致，均指出此次地震錯斷類型為走滑型，節(jié)面Ⅰ走向NW，節(jié)面Ⅱ走向NE。結(jié)合余震分布（圖4）、震區(qū)構(gòu)造和烈度圖（圖5）進行分析，認為節(jié)面Ⅰ應為此次漾濞MS6.4 地震的發(fā)震斷層。也就是說，此次地震是NW 向維西—喬后斷裂在近NS 向構(gòu)造應力作用下，右旋走滑活動的結(jié)果。

圖6 漾濞MS 6.4 地震震源機制解(a)現(xiàn)震情監(jiān)視場組；(b)USGSFig.6 Focal mechanism solutions of the Yangbi MS 6.4 earthquake

表2 漾濞MS 6.4 地震震源機制解Table 2 Focal mechanism solutions of the Yangbi MS 6.4 earthquake

繪制2021 年5 月18 日至6 月3 日漾濞MS6.4 地震序列MS≥3.0 顯著前震、主震、余震震源機制解，見圖7（文中僅給出部分代表性震源機制解圖件）。由圖7 可見：主震前9 次地震，震源機制解一致性程度較高，均為走滑型地震；主震以后，震源機制解一致性程度明顯減弱，表明主震后震區(qū)局部應力場強度降低。

圖7 漾濞地震序列震源機制解(a)前震；(b)主震；(c)余震Fig.7 Focal mechanism solutions of the Yangbi earthquake sequence

（3）震源參數(shù)。此次漾濞MS6.4 地震微觀震中位于漾濞縣城蒼山西鎮(zhèn)，距縣城僅8 km，且震源較淺，破裂面幾乎貫穿整個縣城，造成了較大破壞。利用秦嘉政等（2005）提出的震源參數(shù)快速測定方法，計算得到漾濞MS6.4 地震的震源參數(shù)：地震矩M0=1.58×1018N·m，與USGS 給出的M0=1.74×1018N·m 較為接近；斷層破裂面積S=93 km2；斷層錯距D=63 cm；斷層破裂長度L=16.5 km。結(jié)合震源參數(shù)結(jié)果分析，漾濞地震序列破裂面沿斷層向SE 擴展（圖1），瞬間錯動約60 cm，斷層破裂長度達16 km。

2.2 地震類型

（1）發(fā)震概率。統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，1905 年以來，云南地區(qū)（20.8°—29°N，97.2°—106°E）共發(fā)生90 次MS≥6.0 地震，其中在首次地震后3 個月內(nèi)有震的有22 組，無震的有39 次，即云南地區(qū)6 級地震3 個月內(nèi)連發(fā)比率為36%（22/61）。在22 組地震中，原地再次發(fā)生地震的有11 次（表3），其中有5 次地震當日即發(fā)生第2 次地震，間隔時間較短，如1976年龍陵MS7.3、MS7.4 地震、1988 年瀾滄、耿馬MS7.4、MS7.2 地震等。在原地發(fā)生的11 組地震中僅有1976 年四川鹽源MS6.7、MS6.4 地震位于滇西北地區(qū)。由此可見，云南地區(qū)發(fā)生MS≥6.0 地震后，3 日內(nèi)若無同等量級的地震發(fā)生，其后3 個月內(nèi)再次發(fā)生大震的概率較低。

表3 云南地區(qū)時間間隔在3 個月內(nèi)的MS ≥6.0 地震Table 3 MS ≥6.0 earthquakes with time interval less than 3 months in Yunnan area

（2）序列類型。圖8(a)給出漾濞MS6.4 地震序列ML≥2.0 地震M—t圖，該序列以5月21 日漾濞MS4.2 地震為首次地震，至6 月6 日，序列累積頻度p、b、h值為1.67、0.64、1.7（圖8），序列b值稍低于該區(qū)背景b值，但是遠高于前震b值（圖2）；h值顯示震區(qū)后續(xù)發(fā)生更大地震的可能性較?。▌⒄龢s等，1979）；p值稍大于Utsu 等（1995）對全球200 個地震序列分析得到的平均值p=1.1，因此認為漾濞地震序列屬于正常衰減。MS6.4 主震后連續(xù)發(fā)生MS5.0、MS4.9、MS5.2、MS4.5 這4 個較強余震，推測漾濞MS6.4 地震序列最大余震可能已經(jīng)發(fā)生?？傊?，上述均表明本次漾濞地震序列具有前震—主震—余震型序列的特征，是主震—余震型序列的一種（蔣海昆等，2015）。

圖8 漾濞MS 6.4 地震序列ML ≥2.0 地震M—t 圖及余震序列參數(shù)(a)M—t 圖；(b)衰減系數(shù)p 值；(c)lgN—M 圖；(d)h 值Fig.8 M-t diagram of MS 6.4 Yangbi earthquake sequence ML ≥2.0 earthquakes and aftershock sequence parameters

3 漾濞地震前后公眾關(guān)注熱點分析

3.1 滇西地區(qū)“小震鬧、大震到”現(xiàn)象

在2021 年5 月21 日漾濞MS6.4 地震發(fā)生前，震區(qū)ML≥3.0 地震于5 月18 日—19日密集發(fā)生，次數(shù)多達8 次構(gòu)成ML4 震群，其中最大震級為ML4.8，次大震級為ML4.7。震群震感強烈，公眾尤其關(guān)注后續(xù)是否發(fā)生更大地震。

根據(jù)震群定義（國家地震局科技監(jiān)測司，1990），震群判定需滿足2 個條件：①在震中20 km 范圍內(nèi)，地震序列最大日頻度≥3，總頻度≥6；②最大與次大震級差ΔML≤1.1。按照以上規(guī)則，篩選滇西地區(qū)1968—2021 年發(fā)生的ML3、ML4 震群，共得到56 次震群。統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，震群發(fā)生后，3 個月內(nèi)漾濞及周邊地區(qū)發(fā)生MS≥5.5 地震概率為25%（漾濞本地為14%），發(fā)生MS≥6.0 地震概率為11%（本地僅4%）。由此可見，“小震鬧、大震到”（馬泰泉，2014；蔣越等，2015）的現(xiàn)象在滇西地區(qū)出現(xiàn)概率較低，此次4級震群在本地升級為5、6 級震群是小概率事件。

3.2 余震持續(xù)時間

漾濞地震序列震源淺，且與漾濞縣城距離較近，2 級左右地震即可造成較強烈的震感，加之余震豐富，造成一定社會恐慌，余震結(jié)束時間成為震區(qū)群眾關(guān)注的熱點。

荗木清夫（1967）認為，余震衰減符合下述公式

式中，N(t) 為主震后第t天地震數(shù)，N1為第一天地震數(shù)，p為余震頻度隨時間t的衰減系數(shù)。

據(jù)周蕙蘭（1982）對余震持續(xù)時間的定義：當指定震級下限Mmin以上的余震按式（1）衰減到1 天只發(fā)生1 次時，相應時間為余震持續(xù)時間Tc。據(jù)式（1），有：lgN=A-plgt，其中A為常數(shù)，p為直線lgt— lgN的斜率，當n=1 時有

式中Tc與p值密切相關(guān)，Tc隨Mmin和t而變化，地震初期（如震后3 天），p值變化劇烈，Tc極不穩(wěn)定，通常要到震后1 周左右，隨著p值變化幅度的減小，才逐漸趨于穩(wěn)定。圖9為漾濞MS6.4 地震1 周后Mmin=2 級（2 級以上地震）的p值，計算得到2 級地震衰減到1天1 次需要28 天的時間。

圖9 漾濞MS 6.4 地震序列頻度衰減系數(shù)p 值圖Fig.9 p-value diagram of the frequency attenuation coefficient of Yangbi MS 6.4 earthquake sequence

3.3 地震云

2021 年5 月30 日，震區(qū)天空出現(xiàn)放射狀云（圖10），且大理市下關(guān)鎮(zhèn)也可見，社會傳言此為地震云，引起漾濞縣、大理市民眾高度關(guān)注。

圖10 地震后天空中出現(xiàn)的放射狀云Fig.10 The radial clouds that appeared in the sky after the earthquake

一些學者對奇異云（地震云）與地震的關(guān)系進行了研究（呂大炯等，1978；郭廣猛等，2005；劉冠杰，2014），其主要觀點認為，在地震發(fā)生前會觀測到地震云；也有學者試圖從機理上解釋地震云產(chǎn)生的原因（王杰等，2013）；還有學者認為，地震云假說經(jīng)不起科學驗證（許晏，2009），地震云僅是一種氣象現(xiàn)象，二者之間的對應關(guān)系并不成立（范秀麗，2004）。

要確定某種形狀的云是否與地震有關(guān)，必須對一定區(qū)域的云進行持續(xù)觀測，科學評定某一形狀云出現(xiàn)的次數(shù)及對應地震數(shù)，但至今仍未見科學報道?！胺派湓啤薄芭殴窃啤薄棒~鱗云”等為常見云，在氣象學上有其合理解釋，中國氣象局也曾表示，無充分事實證明地震與天氣之間具有內(nèi)在關(guān)聯(lián)性。

3.4 超級月亮與應力觸發(fā)

漾濞MS6.4 地震后，2021 年5 月26 日晚出現(xiàn)超級月亮、紅月亮和月全食組合的罕見現(xiàn)象，但漾濞地區(qū)當日未發(fā)生顯著地震。

日月引潮力不僅能引起地球表面的海水產(chǎn)生潮汐，而且能使彈性地球表面和內(nèi)部發(fā)生形變，有可能觸發(fā)地震。胡輝等（2014）研究全球MS≥7.0 大震與月相關(guān)系認為，日月引潮力可能是大地震孕育和發(fā)生的一個重要天文影響因素，日月引潮力對大地震的作用不是觸發(fā)而是調(diào)制，即參與了大地震的孕育過程，是一種累積效應。并非所有地震都具有潮汐應力觸發(fā)效應（Tanaka et al，2004；Stein，2004；吳小平等，2009），地震是否受潮汐應力的觸發(fā)作用，取決于潮汐應力方向是否適當，只有當潮汐應力與發(fā)震斷層滑動方向一致時，才存在觸發(fā)效應，否則可能延遲地震的發(fā)生。據(jù)統(tǒng)計，云南地區(qū)有觸發(fā)效應的地震占比62%。

漾濞MS6.4 地震前后20—22 時均發(fā)生了震感較強的顯著地震，此現(xiàn)象可用固體潮觸發(fā)機制能給予一定程度的解釋。地震序列余震活動易受潮汐應力觸發(fā)和抑制的現(xiàn)象已被越來越多科學工作者發(fā)現(xiàn)（高偉等，1996；李金等，2011，2014；張涵等，2019；李夢圓等，2021）。雷興林對此次漾濞地震序列發(fā)生機制與固體潮相關(guān)性進行研究②，重點考察序列中MS≥2.0 地震的震級及累計數(shù)的時間分布，及其與理論固體潮體積應變εV和主震斷層面潮汐應力的對應關(guān)系。將潮汐應力變化為作用在主震震源斷層面（走向137°、傾角75°、滑動角-167°）的應力，見圖11。② 科考簡訊.云南漾濞6.4 級地震科學考察地震序列研究工作組.2021 年5 月28 日，第5 期.

圖11 漾濞地震序列與理論固體潮體積應變和主震斷層面潮汐應力的對應關(guān)系②Fig.11 The corresponding relationship between Yangbi earthquake sequence and theoretical tidal volume strain and tidal stress on the fault plane of the main earthquake

由圖11 可見，該地震序列受潮汐調(diào)制作用明顯，其中5 月18 日及20 日入夜開始的前震以及5 月21 日晚的主震序列，均出現(xiàn)在潮汐體積應變以及潮汐應力峰值附近。

3.5 地震謠言

5 月24 日震區(qū)出現(xiàn)謠言，謠傳當日14—17 時發(fā)生7 級地震，致使許多民眾當日上午便在路邊避震。對此，及時接受新聞媒體采訪③予以辟謠，闡明“自漾濞6.4 級地震發(fā)生以來，地震部門密切關(guān)注地震觀測資料的變化，從目前掌握的情況來看，整個地震序列衰減正常，無明顯異常變化。強震后接著發(fā)生一系列有感地震是正?，F(xiàn)象，無需恐慌。此次地震震級大，釋放能量也較大；此次地震低頻成分豐富，波及范圍較廣。以目前地震預報的科技水平，尚難做到對地震時、空、強的精準預測。需要提醒大家的是，只有政府部門有權(quán)發(fā)布地震預報信息，其他任何部門、單位或個人均無權(quán)發(fā)布”。與此同時，大理警方查處一起涉震謠言③，該不實消息稱“今天下午2—5 點有強震，請注意避震”。

對待地震謠言的正確方法是：不相信、不傳播、及時報告，避免謠言造成二次傷害，可從以下方面識別：非省級及以上人民政府正式發(fā)布的地震預報皆為謠言，其他任何部門、單位或個人均無權(quán)發(fā)布；預報內(nèi)容超過目前地震預報實際水平的均為謠言，所謂精準預測皆不可信。

4 結(jié)論與討論

4.1 結(jié)論

針對此次地震現(xiàn)場震情跟蹤工作，可以得到以下認識：①此次地震發(fā)生于NW 向維西—喬后斷裂，該斷裂2013 年來曾出現(xiàn)過3 組4、5 級震群活動，本次活動地震強度升級到6 級；②地震100 km 范圍內(nèi)3 項地球物理異常中，洱源水溫異常較為突出；③震前無宏觀異常，前震序列b、h值出現(xiàn)異常，b值偏小，h值歸一化頻度呈非線性增長；④此次地震為前震—主震—余震型，地震序列余震豐富，震源淺，為城市直下型地震，余震震感強烈；⑤針對民眾關(guān)注的熱點問題，利用荗木清夫公式定量求出余震結(jié)束時間；⑥結(jié)合地震現(xiàn)場，對地震謠言、地震云及超級月亮等現(xiàn)象給出合理解釋。

4.2 討論

（1）強震與宏觀異常。云南地區(qū)MS6.0—MS6.9 地震前震中附近地區(qū)出現(xiàn)宏觀異常較為普遍，約80%的6 級地震前出現(xiàn)地下水異常，動物異常和地光、地氣霧異常在少數(shù)地震前也有出現(xiàn)，磁電干擾和植物異常在6 級地震前也曾有報道。大多數(shù)宏觀異常出現(xiàn)在極震區(qū)及其100 km 范圍內(nèi)，但本次漾濞MS6.4 地震前無宏觀異常。

（2）此次地震強度突破認知。震前滇西北地區(qū)中強地震發(fā)震背景較強，短期、臨震異常僅有德欽—南華4 級地震平靜打破后3、4 級地震增強和洱源水溫低值轉(zhuǎn)折上升2 項異常較為突出，預測震級為5 級；5 月18 日、19 日漾濞4 級震群發(fā)生后，漾濞地區(qū)引起重視，但該區(qū)歷史地震活動性預測震級從未達到6級，雖然出現(xiàn)地下水宏觀異常現(xiàn)象，但類型單一，且主要分布在賓川、騰沖附近，異常空間分布較為分散。

（3）地震預報如何更好為災區(qū)民眾服務。漾濞MS6.4 地震發(fā)生后，由于漾濞縣城大部分民房受損，加之有感余震不斷，社會恐慌情緒嚴重。地震部門及政府需在對震后趨勢做③https://mp.weixin.qq.com/s/9oy0_IcvXZsiflgxR_tukg出科學研判的同時，勇于擔當，注意引導震區(qū)社會輿論，穩(wěn)定社會情緒。筆者在漾濞MS6.4地震發(fā)生后不久，在接受當?shù)卣块T組織的新聞媒體采訪中，明確表示“房屋經(jīng)過評估安全后可以返家入住”④，對災區(qū)穩(wěn)定起到了一定作用。