2021年云南漾濞MS6.4地震前測震學異?；仡?/h1>
2021-11-10 22:43:05劉自鳳孫楠王光明彭關靈李永莉張天宇毛慧玲趙小艷
地震研究 2021年3期
劉自鳳 孫楠 王光明 彭關靈 李永莉 張天宇 毛慧玲 趙小艷
摘要：為了完善云南地區測震學預測指標體系，對2021年云南漾濞MS6.4地震前平靜類、增強類、條帶類、參數類測震學異常和前震活動特征進行回顧總結，得到以下主要認識：①地震前測震學異常以不同時空尺度、不同震級檔地震的平靜為主，條帶交匯現象也十分顯著，震中附近震源機制趨于一致，2012—2017年滇西北地區5級地震叢集發生，且自2020年以來小滇西及鄰區4級地震出現增強活動，以中長期異常為主，臨震階段震源區中小地震密集發生構成前震。②根據震前提出的測震學異常做出的中長期、較大區域的震情趨勢判定是正確的，但臨震前的前震識別工作因過多依賴以往震例經驗而存在不足。
關鍵詞：測震學異常;震源機制一致性;地震條帶;前震序列;漾濞MS6.4地震
中圖分類號：P315.72?? 文獻標識碼：A?? 文章編號：1000-0666（2021）03-0348-09
0 引言
廣義的地震預報包含地震預測與預報兩個方面。地震預報研究一直是全世界關注的問題，雖然人們對“地震能否預報”爭論不休，但多次大地震的震例研究表明，前兆異常會或多或少地出現在地震孕育過程的不同階段。國內外學者針對活動斷裂的行為方式、大地震復發規律、活斷層分段與大地震活動、大地震復發的概率預測和地震孕育過程與機理等都提出了不同的理論模型，促進了地震預報的發展（吳中海，趙根模，2013）。目前，地震預測仍然處于經驗預測階段，概率預測模型應用甚廣，從模型建立到檢驗，眾多學者做了大量研究（Swets，1973;Molchan，1990;Jordan，2006;Petersen et al，2007;Holliday et al，2007;蔣長勝，趙岏喆，2009），獲得了許多重要認識。付虹等（2020）通過震例回溯提出在強震跟蹤過程中，未來震中未知時，用測震學異常方法追蹤危險區的可信度較高。在云南日常震情跟蹤中，測震學異常方法在多次強震危險地點預測實踐中發揮了積極作用（劉麗芳，付虹，2005;李永莉等，2007;曹曉麗，毛德培，2012;付虹等，2015;劉月，邵志剛，2016）。
2021年5月21日云南漾濞MS6.4地震前，多項測震學異常均表明滇西地區存在發生6級左右地震的危險性。為深入認識漾濞地震前的測震學異常，完善云南地區測震學預測指標體系，本文根據測震學資料，結合已初步建成的云南地區測震學預測指標體系，對漾濞MS6.4地震前出現的測震學異常進行回顧分析。
1 資料選取及方法簡介
1.1 資料選取
1.1.1 地震目錄選取及最小完備性震級分析
本文選用的地震目錄分為兩部分：中國地震局監測預報司預報管理處整編的中國MS≥5.0地震目錄和云南地震臺網提供的小震目錄。考慮到全國5級地震目錄完備性，本文采用1965年以來的地震目錄計算中國大陸5級地震平靜時間?；矢徍屠钪胰A（2010）提出，在1900年以前云南地區歷史地震記載有大量的遺漏，而從20世紀30年代開始5級中等地震記錄比較完整，因此云南5級地震活動分析可采用1930年以來的5級地震目錄;但歷史地震記載主要遺漏地區是滇西南地區，在經濟發達、人口稠密的昆明、通海和大理一帶的歷史地震記載相對較早，20 世紀以來5級地震遺漏相對也較少，因此除滇西南外其它區域的5級地震活動分析可選取1900年以來的5級地震目錄。通過計算得知1985年7月以來云南小震目錄最小完備性震級為2.2，隨著地震監測能力的提升，目前漾濞地區的最小完備性震級可達1.0。后續開展的各類異常分析資料的選取時段均充分考慮了云南不同地區、不同時段的最小完備性震級。
1.1.2 震源機制解
本文采用的震源機制解由CAP方法反演所得。為了保證震源機制結果的可靠性，選取MS≥3.0地震的震源機制進行一致性參數反演。為了排除序列余震對震源機制一致性參數的影響，剔除了5級地震序列余震的震源機制解，最終獲得2012年1月1日至2021年5月18日云南及其鄰區541次中小地震的震源機制節面解，其中3.0～3.9級地震334次，4.0～4.9級地震182次，5.0～5.9級地震22次，6.0～6.9級地震3次。
1.2 計算方法原理簡介
震源機制一致性可作為描述地震活動性的新參數（陳鶞，1978），是衡量震源釋放應力場與區域應力場一致性程度的定量指標，也是判斷地震危險性的重要判據之一（Michael，1984，1987）。日常震情跟蹤中，主要采用Michael等（1990）提出的疊加應力場反演方法（Superposition Stress Inversion，簡稱SSI）反演震源機制一致性。該方法通過在均勻應力場上疊加擾動來模擬非均勻應力場的分布，并獲得3個主應力軸S1、S2、S3（分別代表壓應力軸、中等應力軸和張應力軸）的空間分布及相對大小φ=（S2-S3）/（S1-S3）以及反演方差。其反演方差是misfit角度（單個地震的滑動矢量與在假設應力張量作用下產生的理論滑動矢量之間的夾角）與其平均數之差的平方和的平均數。當方差<0.1 時，意味著可以用1 個統一的應力張量來解釋觀測到的震源機制解，也可以理解為該區域的應力場是均勻的，震源機制趨于一致;當方差>0.2 時，表明該區域的應力場在時間和空間上具有非均勻性，或者說該區域的震源機制比較紊亂（Lu et al，1997）。實際震情跟蹤結果證明，通過上述方法獲得的區域應力張量是符合觀測事實的，國內外眾多學者基于該方法在強震危險性判斷、序列跟蹤工作中，開展了大量的研究（Michael et al，1990;張致偉等，2015a，b;李金等，2015;段夢喬，趙翠萍，2019;劉自鳳等，2019，2020;張華英等，2021;Liu et al，2019），獲得了更要認識。因此，日常震情跟蹤中我們采用Zmap軟件包（Weimer，Malone，2001）集成的疊加應力場反演方法計算震源機制一致性參數，進一步分析震源機制一致性參數的時空演化特征。
2 中長期異常分析
2.1 平靜類異常
2.1.1 中國大陸5級地震平靜打破
本文統計了1965年以來中國大陸5級地震顯著平靜打破后云南的首發6級強震，見表1。
由表1可見，中國大陸5級地震顯著平靜打破后1年半內，云南發生MS≥6.0地震的概率為100%，而且2000年以來的2組平靜打破地震均發生在西藏，云南后續首發6級地震均發生在滇西地區，這可能是因為滇西北與西藏屬于同一活動地塊，所以地震活動增強具有準同步性。2021年3月19日西藏那曲市比如縣MS6.1地震打破了自2020年7月23日西藏那曲市尼瑪縣MS6.6地震以來中國大陸長達239 d的5級地震顯著平靜。而1965年以來中國大陸5級地震平均時間間隔僅為16 d，可見此次平靜異常顯著。因此，分析認為云南及鄰區1年半內存在發生6級以上地震危險，其中滇西地區發震危險性更大。
2.1.2 云南6級地震平靜6.6 a
自1900年以來，云南6級地震平靜時間超過5 a的震例僅有6組（圖1）。6組顯著平靜異常中，平靜打破地震的震級范圍為6.0～6.5，震級不高，這可能表明6級地震長期平靜是云南中強地震弱活動的一種表現;平靜打破地震分布地區分段特征明顯，1945年以前的3組平靜打破地震均發生在滇南—滇西南地區，而1945年以后的3組打破地震則全部發生在滇西地區，這可能與1945年前后云南地區強震活動主體區域有關。在中國大陸5級地震長期平靜打破的背景下，自2014年10月7日景谷6.6級地震以來云南6級地震平靜時間已經長達6.6 a，而云南6級地震平靜異常指標為3 a，達到此異常指標后云南省地震局對此項異常進行持續跟蹤，平靜超過5年仍未打破，我們分析認為此次平靜異常較為顯著。因此，我們認為此次6級地震平靜由6.5級以上地震打破的可能性不大，打破地震發生在滇西地區的可能性較大。
2.1.3 滇西北地區4級地震平靜打破
中國大陸5級地震平靜打破和云南6級地震長期平靜的統計結果均表明滇西地區存在發生強震的背景，與此同時滇西北地區也出現了4級地震長期平靜打破的顯著現象。滇西北地區4級地震平靜時間超過235 d常作為該地區中強地震預測指標之一，因此筆者對該地區4級地震平靜時間超過235 d后發生的5級地震進行統計（表2），結果顯示1985年7月1日至2019年11月30日，研究區平靜時間超過235 d的異常共出現15次，其中有8次平靜打破后1 a內發生MS≥5.0地震，對應率為53%，8組對應地震中，7組包含5.5～6.5級地震（即6級左右地震）。滇西北地區ML≥4.0地震頻繁發生，但2019年11月30日四川鹽源ML4.0地震后迪慶至楚雄一帶出現了長時間4級地震平靜現象（圖2）。2021年3月1日洱源ML4.3地震的發生打破了該地區457 d的4級地震長期平靜，專家分析認為滇西北地區發生5級以上地震的緊迫性增強，并且發生6級左右地震的可能性大。平靜打破81 d后，5月21日在平靜區域內發生漾濞MS6.4地震。
2.2 增強類異常
2.2.1 滇西北地區5級地震叢集活動
滇西北地區4級地震平靜前，出現5級地震叢集活動。圖3顯示，1920年以來滇西北地區MS≥5.0地震存在明顯的平靜—叢集的韻律特征，出現過3次超過9 a的平靜時段后進入較長時間的叢集活動狀態，叢集時段持續時間最短8 a、最長28 a，期間至少發生3次MS≥6.0地震，且每次叢集活動均以MS≥6.0地震結束。2001年10月27日永勝MS6.0地震后，該地區5級地震就處于弱活動狀態，期間零星發生1次MS5.0地震，10.7年后，于2012年6月24日發生寧蒗MS5.7地震，之后又連續發生了6次MS≥5.0地震，最大震級為5.9。
這表明自2012年以來該地區進入了中強震叢集活動時段。2017年3月27日漾濞MS5.1地震后研究區一直無MS≥5.0地震發生，但考慮到該地區5級地震叢集活動均以MS≥6.0地震結束以及此次叢集無MS≥6.0地震參與的特征，我們判定此次地震叢集活動還將持續，并且后續6級地震參與叢集活動的可能性大，最終在4 a多后發生此次漾濞MS6.4地震。
2.2.2 小滇西及鄰區4級地震活動增強
強震前地震活動增強是一種地震活動異?，F象（賈漯昭等，2020），小震集中活動或顯著增強是區域應力增強的一種表現。2021年初，我們注意到2020年以來小滇西及鄰區（23.6°～26.1°N，97.4°～100.2°E）4級地震活動增強，為了回溯分析震例，我們以12個月為窗長、1個月為步長統計了1990年以來小滇西及鄰區4級地震頻次，結果如圖4所示。由圖可見，即使小滇西及鄰區出現4級地震增強，滇西地區不一定會發生6級以上地震。但1990年以來滇西地區7組6級地震前小滇西地區均出現4級地震增強，無一漏報。筆者結合王蘭蘭和劉麗芳（2004）、付虹等（2020）的研究結果，分析認為4級地震增強區域未來1～3 a內存在發生6級地震的危險性。本次漾濞地震發生在小滇西及鄰區4級地震增強活動時段和增強區域邊緣。
2.3 條帶類異常
2019年7月21日以來，滇西地區ML≥4.0地震震中沿鹽源—大理—保山—德宏地區分布，形成4級地震條帶，另外，2020年11月21日至2021年2月21日3個月時間內MS≥3.0地震從滇東北至小滇西快速形成3級地震條帶，兩組條帶在大理—保山—德宏地區交匯現象尤為顯著（圖5）。據劉蒲雄和陳章立（1989）的研究結果可知，地震條帶的形成可能反映了斷裂帶發生了幅度較大的定向運動或整體變形，斷裂帶的這種異?；顒涌赡芘c強震的孕育直接有關，也可能反映了構造活動異常，據此分析認為兩組條帶及周邊地區存在發生強震的背景。震例回溯結果表明，若條帶發生交匯，則在交匯部位發生目標地震的情況較多，因此認為上述兩組條帶交匯區域發生強震的可能性較大。結合震例回溯結果和條帶起始震級、長度和持續時間的定量計算結果，認為目標地震震級為6級左右。由圖5可見，漾濞MS6.4地震確實發生在條帶交匯部位。
2.4 參數類異常
劉自鳳等（2019）通過對滇西北地區震源機制一致性和b值研究后提出該地區程海斷裂、龍蟠—喬后斷裂及維西—喬后斷裂南段及鄰區可能是未來發生強震的潛在危險區。2015—2019年云南地區中小地震震源機制解應力張量方差空間反演結果（圖6）顯示，滇西地區的保山—大理—怒江一帶、滇南—滇西南地區的玉溪—墨江—普洱一帶震源機制一致性程度較高，表明這兩個區域應力水平較高，仍然存在發生破壞性地震的危險（劉自鳳等，2020）。在后續跟蹤過程中，筆者發現滇西地區和滇南—滇西南地區的震源機制一致性參數異常區域持續發展。2015年1月至2021年4月云南地區震源機制一致性參數空間分布如圖6所示。由圖明顯可見，漾濞地震前云南地區存在3個應力張量方差相對偏低的區域，分別為滇西地區的大理—保山—臨滄一帶、滇南—滇西南地區的普洱—玉溪—紅河交界一帶和滇東北昭通一帶，應力張量方差越低則表示震源機制一致性程度越高（Michael，1987;Michael et al，1990）。上述3個地區震源機制一致性程度相對偏高，其中滇西地區異常尤為顯著，震中附近小范圍內應力張量方差低于0.05。根據以往震例回溯結果分析，認為上述3個區域存在發生6級以上地震的危險，震前震源一致性程度表明滇西異常區域的發震危險性更大。
應力張量方差空間分布是研究時段震源機制一致性的總體反映，為了分析震源機制一致性參數隨時間的演化特征，筆者計算了滇西異常區域震源機制一致性參數的時序變化（圖7）。由圖7可見，2020年6月以來該地區應力張量方差持續下降，反映了該區域震源機制從紊亂到一致的變化過程（李金等，2015）。2021年4月應力張量方差達閾值0.1，表明此時震源機制已經高度一致。根據對震源機制一致性與應力水平的關系，筆者認為此時該異常區的區域應力水平很高，有利于強震發生。圖7顯示，類似大幅下降變化在2017年3月27日漾濞MS5.1地震前出現過，兩次地震前應力張量方差下降幅度大體相當，但是此次MS6.4地震前下降速率明顯比2017年MS5.1地震前快。另外，MS6.4地震前，應力張量方差下降到最低點之后，又出現轉折回升趨勢，萬永革（2008）計算的1992年Landers MW7.3和1999年Hector Mine MW7.1地震前震中附近震源機制一致性參數時序變化也存在同樣的現象，且劉自鳳等（2020）指出2014年云南3次強震震源區及附近區域應力張量方差震前共性變化特征也是下降到最低點后轉折回升。可見，強震前震源機制高度一致后又出現轉折的現象較為常見。
3 短臨異常分析
3.1 云南5級地震平靜超過300 d
平靜一般只作為背景異常，筆者分析云南5級地震達平均異常指標后打破地震的發震時間特征后發現，平靜打破地震的優勢發震時段為異常指標達標后3個月。因此認為，云南5級地震平靜達標到異常指可作為短期異常進行跟蹤，平靜指標為300 d。2020年5月18日巧家MS5.0地震打破了云南618 d的5級地震平靜，之后又持續平靜，至2021年3月14日再次達到異常指標。筆者對1930年以來云南5級地震時間間隔進行統計發現，超過300 d的5級地震平靜共36組（圖8），其中19組平靜達異常指標后在3個月內被打破，概率為53%;MS≥5.5震例有18組（圖8），概率為50%。因此，我們認為云南5級地震平靜在6月14日前由MS≥5.5地震打破的可能性較大。在平靜異常持續68 d后，由漾濞MS6.4地震打破。
3.2 前震活動
根據云南地震臺網提供的地震目錄繪制的漾濞MS6.4地震的前震震中分布圖（圖9）和M-t圖（圖10）顯示，5月18日以來漾濞中小地震時空叢集現象明顯，構成直接前震序列。圖9顯示，前震發生在主震東南方向，呈現出明顯的空間遷移特征;5月18日在中小地震集中區（下稱集中區）區中部發生一組小震，最大震級達ML4.7（MS4.2），之后2級以上地震強度迅速衰減;5月19日再次在集中區靠近主震一端發生1組小震，最大震級達ML4.8（MS4.4）。圖10顯示，ML4.8地震后3級以上地震強度總體出現衰減，但1、2級地震間歇性的叢集和平靜現象比較顯著且無衰減跡象，5月20日9時開始小震減少，5月20日17時37分開始2級地震平靜近29 h后，于5月21日20時55分開始密集發生1組中小地震，震級不斷增大。5月21日至主震之前發生的小震向東南方向擴展，主要分布在密集區中部及東南端，在中小地震密集發生過程中發生了主震。
4 結論與討論
本文通過回顧總結2021年5月21日漾濞地震前測震學異常和前震活動特征，獲得以下結論：
（1）漾濞MS6.4地震前，云南地區的測震學異常以中長期為主，在危險地點追蹤方面發揮了積極作用。通過分析中國大陸5級地震長期平靜被打破后云南首發6級地震和云南省內6級地震長期平靜的打破地震的優勢分布范圍，認為滇西地區存在發生6級以上地震的背景;依據滇西北地區先后出現5級地震叢集、4級地震長期平靜打破的現象，認為滇西北地區強震背景強烈;云南地區3級和4級地震條帶在大理—保山—德宏地區交匯，條帶交匯區域震源機制一致性程度高，且在2020年以來還出現4級地震增強，這些現象表明條帶交匯區域應力水平高，有利于強震發生。漾濞MS6.4地震發生在同時出現4級地震增強、條帶交匯和震源機制高度一致的地方，說明在具備強震背景的較大區域內，通過追蹤能明確表征區域應力水平變化的異常集中區域，可以在一定程度上縮小危險地點預測范圍。
（2）短臨階段測震學異常往往不多，漾濞MS6.4地震前僅出現2項。震前云南省內5級地震平靜達到異常指標，分析認為達標后3個月內地震平靜被6級左右地震打破的可能性大，因此將5級地震平靜達到異常指標作為短期異常進行跟蹤，但該異常對地點指示意義不明確。前震是主震前發生在主震震中附近較小范圍的中小地震，因此震后很容易識別，但主震發生前對前震還沒有統一、規范的識別方法。據回溯性研究，漾濞MS6.4地震前震中附近發生多次中小地震叢集，構成前震序列，屬于臨震異常。因此，若能在漾濞MS6.4地震前準確識別出前震，則在中長期預測基礎上能將預測范圍再進一步縮小，因此，尋求準確識別前震的方法，是利用測震學方法突破前震-主震-余震型地震短臨預報亟待解決的關鍵問題和努力方向。
（3）從依據震前提出的測震學異常所做的趨勢判定來看，中長期、較大區域的震情趨勢判定是準確的，這也說明多年來總結的經驗和使用的測震學方法是正確有效的，但臨震前的直接前震識別工作明顯存在不足，對前震的分析過多地依賴區域內小震群類比結果和以往震例經驗。漾濞MS6.4地震具有特殊性，值得我們深入反思，今后對顯著強震異常背景下發生的顯著地震事件是否為前震應該重點研究，應重新認識前震，不能只局限于震例經驗。在目前地震預報難題仍未被攻克的情況下，每一次地震都為我們提供了研究素材，只有通過不斷積累和總結，剖析每一次地震，才能為后續震情研判和指標體系建設等工作提供可借鑒的經驗，才能在特定的地區和特定的條件下實現短臨預報。
（4）近年來，隨著數字地震學方法的推廣和應用，震源機制一致性參數在云南強震地點判定中較好地發揮了作用。震源機制一致性參數空間分布特征顯示，目前，在滇南—滇西南、滇東北地區存在震源機制參數一致性程度相對偏高的區域，這兩個地區近年來均無強震發生，因此它們的強震危險性值得關注。
本研究基于中國地震局監測預報司預報管理處整編的中國MS≥5.0地震目錄和云南地震臺網提供的小震目錄開展地震活動性分析，震源機制反演過程中使用了云南臺網提供的事件波形，審稿專家對本文提出了寶貴意見，在此一并表示感謝。
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Retrospective Analysis of Seismometric Anomalies beforethe 2021 Yangbi，Yunnan MS6.4 Earthquake
LIU Zifeng，SUN Nan，WANG Guangming，PENG Guanling，LI Yongli，ZHANG Tianyu，MAO Huiling，ZHAO Xiaoyan
（Yunnan Earthquake Agency，Kunming 650224，Yunnan，China）
Abstract
In order to improve the seismometric prediction index system in Yunnan，we review the seismometric anomalies which we had tracked and analyzed before the 2021 Yangbi MS6.4 earthquake，including earthquake quiescence，intensified earthquake activity，earthquake strips，seismic parameters，and the characteristics of the foreshocks activity.Then we draw the following conclusions：①the seismometric anomalies before the Yangbi earthquake contained mainly the quiescence of earthquakes in different periods and spaces and of different magnitudes.The earthquake strips intersected significantly.A cluster of 5-magnitude earthquakes occurred in northwestern Yunnan from 2012 to 2017，and the activity of 4-magnitude earthquakes intensified in the sub-region of western Yunnan and its neighboring regions since 2020.The anomaly of the activity of foreshocks mainly featured as in medium-and long-term.The small-and medium-foreshocks intensively occurred in the source area of the Yangbi earthquake.②Our judgment on the seismic tendency in middle-and long-term and in large area in West Yunnan based on the seismometric anomalies we put forward before the Yangbi earthquake is correct.However，as we depend much on the experience of the past earthquake cases，our identification of the impending foreshocks before the Yangbi earthquake has some disadvantages.
Keywords：seismometric anomalies;focal mechanism consistency;seismic belt;intensified earthquake activities;foreshock sequence;the Yangbi MS6.4 earthquake
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劉自鳳 孫楠 王光明 彭關靈 李永莉 張天宇 毛慧玲 趙小艷
摘要：為了完善云南地區測震學預測指標體系，對2021年云南漾濞MS6.4地震前平靜類、增強類、條帶類、參數類測震學異常和前震活動特征進行回顧總結，得到以下主要認識：①地震前測震學異常以不同時空尺度、不同震級檔地震的平靜為主，條帶交匯現象也十分顯著，震中附近震源機制趨于一致，2012—2017年滇西北地區5級地震叢集發生，且自2020年以來小滇西及鄰區4級地震出現增強活動，以中長期異常為主，臨震階段震源區中小地震密集發生構成前震。②根據震前提出的測震學異常做出的中長期、較大區域的震情趨勢判定是正確的，但臨震前的前震識別工作因過多依賴以往震例經驗而存在不足。
關鍵詞：測震學異常;震源機制一致性;地震條帶;前震序列;漾濞MS6.4地震
中圖分類號：P315.72?? 文獻標識碼：A?? 文章編號：1000-0666（2021）03-0348-09
0 引言
廣義的地震預報包含地震預測與預報兩個方面。地震預報研究一直是全世界關注的問題，雖然人們對“地震能否預報”爭論不休，但多次大地震的震例研究表明，前兆異常會或多或少地出現在地震孕育過程的不同階段。國內外學者針對活動斷裂的行為方式、大地震復發規律、活斷層分段與大地震活動、大地震復發的概率預測和地震孕育過程與機理等都提出了不同的理論模型，促進了地震預報的發展（吳中海，趙根模，2013）。目前，地震預測仍然處于經驗預測階段，概率預測模型應用甚廣，從模型建立到檢驗，眾多學者做了大量研究（Swets，1973;Molchan，1990;Jordan，2006;Petersen et al，2007;Holliday et al，2007;蔣長勝，趙岏喆，2009），獲得了許多重要認識。付虹等（2020）通過震例回溯提出在強震跟蹤過程中，未來震中未知時，用測震學異常方法追蹤危險區的可信度較高。在云南日常震情跟蹤中，測震學異常方法在多次強震危險地點預測實踐中發揮了積極作用（劉麗芳，付虹，2005;李永莉等，2007;曹曉麗，毛德培，2012;付虹等，2015;劉月，邵志剛，2016）。
2021年5月21日云南漾濞MS6.4地震前，多項測震學異常均表明滇西地區存在發生6級左右地震的危險性。為深入認識漾濞地震前的測震學異常，完善云南地區測震學預測指標體系，本文根據測震學資料，結合已初步建成的云南地區測震學預測指標體系，對漾濞MS6.4地震前出現的測震學異常進行回顧分析。
1 資料選取及方法簡介
1.1 資料選取
1.1.1 地震目錄選取及最小完備性震級分析
本文選用的地震目錄分為兩部分：中國地震局監測預報司預報管理處整編的中國MS≥5.0地震目錄和云南地震臺網提供的小震目錄。考慮到全國5級地震目錄完備性，本文采用1965年以來的地震目錄計算中國大陸5級地震平靜時間?；矢徍屠钪胰A（2010）提出，在1900年以前云南地區歷史地震記載有大量的遺漏，而從20世紀30年代開始5級中等地震記錄比較完整，因此云南5級地震活動分析可采用1930年以來的5級地震目錄;但歷史地震記載主要遺漏地區是滇西南地區，在經濟發達、人口稠密的昆明、通海和大理一帶的歷史地震記載相對較早，20 世紀以來5級地震遺漏相對也較少，因此除滇西南外其它區域的5級地震活動分析可選取1900年以來的5級地震目錄。通過計算得知1985年7月以來云南小震目錄最小完備性震級為2.2，隨著地震監測能力的提升，目前漾濞地區的最小完備性震級可達1.0。后續開展的各類異常分析資料的選取時段均充分考慮了云南不同地區、不同時段的最小完備性震級。
1.1.2 震源機制解
本文采用的震源機制解由CAP方法反演所得。為了保證震源機制結果的可靠性，選取MS≥3.0地震的震源機制進行一致性參數反演。為了排除序列余震對震源機制一致性參數的影響，剔除了5級地震序列余震的震源機制解，最終獲得2012年1月1日至2021年5月18日云南及其鄰區541次中小地震的震源機制節面解，其中3.0～3.9級地震334次，4.0～4.9級地震182次，5.0～5.9級地震22次，6.0～6.9級地震3次。
1.2 計算方法原理簡介
震源機制一致性可作為描述地震活動性的新參數（陳鶞，1978），是衡量震源釋放應力場與區域應力場一致性程度的定量指標，也是判斷地震危險性的重要判據之一（Michael，1984，1987）。日常震情跟蹤中，主要采用Michael等（1990）提出的疊加應力場反演方法（Superposition Stress Inversion，簡稱SSI）反演震源機制一致性。該方法通過在均勻應力場上疊加擾動來模擬非均勻應力場的分布，并獲得3個主應力軸S1、S2、S3（分別代表壓應力軸、中等應力軸和張應力軸）的空間分布及相對大小φ=（S2-S3）/（S1-S3）以及反演方差。其反演方差是misfit角度（單個地震的滑動矢量與在假設應力張量作用下產生的理論滑動矢量之間的夾角）與其平均數之差的平方和的平均數。當方差<0.1 時，意味著可以用1 個統一的應力張量來解釋觀測到的震源機制解，也可以理解為該區域的應力場是均勻的，震源機制趨于一致;當方差>0.2 時，表明該區域的應力場在時間和空間上具有非均勻性，或者說該區域的震源機制比較紊亂（Lu et al，1997）。實際震情跟蹤結果證明，通過上述方法獲得的區域應力張量是符合觀測事實的，國內外眾多學者基于該方法在強震危險性判斷、序列跟蹤工作中，開展了大量的研究（Michael et al，1990;張致偉等，2015a，b;李金等，2015;段夢喬，趙翠萍，2019;劉自鳳等，2019，2020;張華英等，2021;Liu et al，2019），獲得了更要認識。因此，日常震情跟蹤中我們采用Zmap軟件包（Weimer，Malone，2001）集成的疊加應力場反演方法計算震源機制一致性參數，進一步分析震源機制一致性參數的時空演化特征。
2 中長期異常分析
2.1 平靜類異常
2.1.1 中國大陸5級地震平靜打破
本文統計了1965年以來中國大陸5級地震顯著平靜打破后云南的首發6級強震，見表1。
由表1可見，中國大陸5級地震顯著平靜打破后1年半內，云南發生MS≥6.0地震的概率為100%，而且2000年以來的2組平靜打破地震均發生在西藏，云南后續首發6級地震均發生在滇西地區，這可能是因為滇西北與西藏屬于同一活動地塊，所以地震活動增強具有準同步性。2021年3月19日西藏那曲市比如縣MS6.1地震打破了自2020年7月23日西藏那曲市尼瑪縣MS6.6地震以來中國大陸長達239 d的5級地震顯著平靜。而1965年以來中國大陸5級地震平均時間間隔僅為16 d，可見此次平靜異常顯著。因此，分析認為云南及鄰區1年半內存在發生6級以上地震危險，其中滇西地區發震危險性更大。
2.1.2 云南6級地震平靜6.6 a
自1900年以來，云南6級地震平靜時間超過5 a的震例僅有6組（圖1）。6組顯著平靜異常中，平靜打破地震的震級范圍為6.0～6.5，震級不高，這可能表明6級地震長期平靜是云南中強地震弱活動的一種表現;平靜打破地震分布地區分段特征明顯，1945年以前的3組平靜打破地震均發生在滇南—滇西南地區，而1945年以后的3組打破地震則全部發生在滇西地區，這可能與1945年前后云南地區強震活動主體區域有關。在中國大陸5級地震長期平靜打破的背景下，自2014年10月7日景谷6.6級地震以來云南6級地震平靜時間已經長達6.6 a，而云南6級地震平靜異常指標為3 a，達到此異常指標后云南省地震局對此項異常進行持續跟蹤，平靜超過5年仍未打破，我們分析認為此次平靜異常較為顯著。因此，我們認為此次6級地震平靜由6.5級以上地震打破的可能性不大，打破地震發生在滇西地區的可能性較大。
2.1.3 滇西北地區4級地震平靜打破
中國大陸5級地震平靜打破和云南6級地震長期平靜的統計結果均表明滇西地區存在發生強震的背景，與此同時滇西北地區也出現了4級地震長期平靜打破的顯著現象。滇西北地區4級地震平靜時間超過235 d常作為該地區中強地震預測指標之一，因此筆者對該地區4級地震平靜時間超過235 d后發生的5級地震進行統計（表2），結果顯示1985年7月1日至2019年11月30日，研究區平靜時間超過235 d的異常共出現15次，其中有8次平靜打破后1 a內發生MS≥5.0地震，對應率為53%，8組對應地震中，7組包含5.5～6.5級地震（即6級左右地震）。滇西北地區ML≥4.0地震頻繁發生，但2019年11月30日四川鹽源ML4.0地震后迪慶至楚雄一帶出現了長時間4級地震平靜現象（圖2）。2021年3月1日洱源ML4.3地震的發生打破了該地區457 d的4級地震長期平靜，專家分析認為滇西北地區發生5級以上地震的緊迫性增強，并且發生6級左右地震的可能性大。平靜打破81 d后，5月21日在平靜區域內發生漾濞MS6.4地震。
2.2 增強類異常
2.2.1 滇西北地區5級地震叢集活動
滇西北地區4級地震平靜前，出現5級地震叢集活動。圖3顯示，1920年以來滇西北地區MS≥5.0地震存在明顯的平靜—叢集的韻律特征，出現過3次超過9 a的平靜時段后進入較長時間的叢集活動狀態，叢集時段持續時間最短8 a、最長28 a，期間至少發生3次MS≥6.0地震，且每次叢集活動均以MS≥6.0地震結束。2001年10月27日永勝MS6.0地震后，該地區5級地震就處于弱活動狀態，期間零星發生1次MS5.0地震，10.7年后，于2012年6月24日發生寧蒗MS5.7地震，之后又連續發生了6次MS≥5.0地震，最大震級為5.9。
這表明自2012年以來該地區進入了中強震叢集活動時段。2017年3月27日漾濞MS5.1地震后研究區一直無MS≥5.0地震發生，但考慮到該地區5級地震叢集活動均以MS≥6.0地震結束以及此次叢集無MS≥6.0地震參與的特征，我們判定此次地震叢集活動還將持續，并且后續6級地震參與叢集活動的可能性大，最終在4 a多后發生此次漾濞MS6.4地震。
2.2.2 小滇西及鄰區4級地震活動增強
強震前地震活動增強是一種地震活動異?，F象（賈漯昭等，2020），小震集中活動或顯著增強是區域應力增強的一種表現。2021年初，我們注意到2020年以來小滇西及鄰區（23.6°～26.1°N，97.4°～100.2°E）4級地震活動增強，為了回溯分析震例，我們以12個月為窗長、1個月為步長統計了1990年以來小滇西及鄰區4級地震頻次，結果如圖4所示。由圖可見，即使小滇西及鄰區出現4級地震增強，滇西地區不一定會發生6級以上地震。但1990年以來滇西地區7組6級地震前小滇西地區均出現4級地震增強，無一漏報。筆者結合王蘭蘭和劉麗芳（2004）、付虹等（2020）的研究結果，分析認為4級地震增強區域未來1～3 a內存在發生6級地震的危險性。本次漾濞地震發生在小滇西及鄰區4級地震增強活動時段和增強區域邊緣。
2.3 條帶類異常
2019年7月21日以來，滇西地區ML≥4.0地震震中沿鹽源—大理—保山—德宏地區分布，形成4級地震條帶，另外，2020年11月21日至2021年2月21日3個月時間內MS≥3.0地震從滇東北至小滇西快速形成3級地震條帶，兩組條帶在大理—保山—德宏地區交匯現象尤為顯著（圖5）。據劉蒲雄和陳章立（1989）的研究結果可知，地震條帶的形成可能反映了斷裂帶發生了幅度較大的定向運動或整體變形，斷裂帶的這種異?；顒涌赡芘c強震的孕育直接有關，也可能反映了構造活動異常，據此分析認為兩組條帶及周邊地區存在發生強震的背景。震例回溯結果表明，若條帶發生交匯，則在交匯部位發生目標地震的情況較多，因此認為上述兩組條帶交匯區域發生強震的可能性較大。結合震例回溯結果和條帶起始震級、長度和持續時間的定量計算結果，認為目標地震震級為6級左右。由圖5可見，漾濞MS6.4地震確實發生在條帶交匯部位。
2.4 參數類異常
劉自鳳等（2019）通過對滇西北地區震源機制一致性和b值研究后提出該地區程海斷裂、龍蟠—喬后斷裂及維西—喬后斷裂南段及鄰區可能是未來發生強震的潛在危險區。2015—2019年云南地區中小地震震源機制解應力張量方差空間反演結果（圖6）顯示，滇西地區的保山—大理—怒江一帶、滇南—滇西南地區的玉溪—墨江—普洱一帶震源機制一致性程度較高，表明這兩個區域應力水平較高，仍然存在發生破壞性地震的危險（劉自鳳等，2020）。在后續跟蹤過程中，筆者發現滇西地區和滇南—滇西南地區的震源機制一致性參數異常區域持續發展。2015年1月至2021年4月云南地區震源機制一致性參數空間分布如圖6所示。由圖明顯可見，漾濞地震前云南地區存在3個應力張量方差相對偏低的區域，分別為滇西地區的大理—保山—臨滄一帶、滇南—滇西南地區的普洱—玉溪—紅河交界一帶和滇東北昭通一帶，應力張量方差越低則表示震源機制一致性程度越高（Michael，1987;Michael et al，1990）。上述3個地區震源機制一致性程度相對偏高，其中滇西地區異常尤為顯著，震中附近小范圍內應力張量方差低于0.05。根據以往震例回溯結果分析，認為上述3個區域存在發生6級以上地震的危險，震前震源一致性程度表明滇西異常區域的發震危險性更大。
應力張量方差空間分布是研究時段震源機制一致性的總體反映，為了分析震源機制一致性參數隨時間的演化特征，筆者計算了滇西異常區域震源機制一致性參數的時序變化（圖7）。由圖7可見，2020年6月以來該地區應力張量方差持續下降，反映了該區域震源機制從紊亂到一致的變化過程（李金等，2015）。2021年4月應力張量方差達閾值0.1，表明此時震源機制已經高度一致。根據對震源機制一致性與應力水平的關系，筆者認為此時該異常區的區域應力水平很高，有利于強震發生。圖7顯示，類似大幅下降變化在2017年3月27日漾濞MS5.1地震前出現過，兩次地震前應力張量方差下降幅度大體相當，但是此次MS6.4地震前下降速率明顯比2017年MS5.1地震前快。另外，MS6.4地震前，應力張量方差下降到最低點之后，又出現轉折回升趨勢，萬永革（2008）計算的1992年Landers MW7.3和1999年Hector Mine MW7.1地震前震中附近震源機制一致性參數時序變化也存在同樣的現象，且劉自鳳等（2020）指出2014年云南3次強震震源區及附近區域應力張量方差震前共性變化特征也是下降到最低點后轉折回升。可見，強震前震源機制高度一致后又出現轉折的現象較為常見。
3 短臨異常分析
3.1 云南5級地震平靜超過300 d
平靜一般只作為背景異常，筆者分析云南5級地震達平均異常指標后打破地震的發震時間特征后發現，平靜打破地震的優勢發震時段為異常指標達標后3個月。因此認為，云南5級地震平靜達標到異常指可作為短期異常進行跟蹤，平靜指標為300 d。2020年5月18日巧家MS5.0地震打破了云南618 d的5級地震平靜，之后又持續平靜，至2021年3月14日再次達到異常指標。筆者對1930年以來云南5級地震時間間隔進行統計發現，超過300 d的5級地震平靜共36組（圖8），其中19組平靜達異常指標后在3個月內被打破，概率為53%;MS≥5.5震例有18組（圖8），概率為50%。因此，我們認為云南5級地震平靜在6月14日前由MS≥5.5地震打破的可能性較大。在平靜異常持續68 d后，由漾濞MS6.4地震打破。
3.2 前震活動
根據云南地震臺網提供的地震目錄繪制的漾濞MS6.4地震的前震震中分布圖（圖9）和M-t圖（圖10）顯示，5月18日以來漾濞中小地震時空叢集現象明顯，構成直接前震序列。圖9顯示，前震發生在主震東南方向，呈現出明顯的空間遷移特征;5月18日在中小地震集中區（下稱集中區）區中部發生一組小震，最大震級達ML4.7（MS4.2），之后2級以上地震強度迅速衰減;5月19日再次在集中區靠近主震一端發生1組小震，最大震級達ML4.8（MS4.4）。圖10顯示，ML4.8地震后3級以上地震強度總體出現衰減，但1、2級地震間歇性的叢集和平靜現象比較顯著且無衰減跡象，5月20日9時開始小震減少，5月20日17時37分開始2級地震平靜近29 h后，于5月21日20時55分開始密集發生1組中小地震，震級不斷增大。5月21日至主震之前發生的小震向東南方向擴展，主要分布在密集區中部及東南端，在中小地震密集發生過程中發生了主震。
4 結論與討論
本文通過回顧總結2021年5月21日漾濞地震前測震學異常和前震活動特征，獲得以下結論：
（1）漾濞MS6.4地震前，云南地區的測震學異常以中長期為主，在危險地點追蹤方面發揮了積極作用。通過分析中國大陸5級地震長期平靜被打破后云南首發6級地震和云南省內6級地震長期平靜的打破地震的優勢分布范圍，認為滇西地區存在發生6級以上地震的背景;依據滇西北地區先后出現5級地震叢集、4級地震長期平靜打破的現象，認為滇西北地區強震背景強烈;云南地區3級和4級地震條帶在大理—保山—德宏地區交匯，條帶交匯區域震源機制一致性程度高，且在2020年以來還出現4級地震增強，這些現象表明條帶交匯區域應力水平高，有利于強震發生。漾濞MS6.4地震發生在同時出現4級地震增強、條帶交匯和震源機制高度一致的地方，說明在具備強震背景的較大區域內，通過追蹤能明確表征區域應力水平變化的異常集中區域，可以在一定程度上縮小危險地點預測范圍。
（2）短臨階段測震學異常往往不多，漾濞MS6.4地震前僅出現2項。震前云南省內5級地震平靜達到異常指標，分析認為達標后3個月內地震平靜被6級左右地震打破的可能性大，因此將5級地震平靜達到異常指標作為短期異常進行跟蹤，但該異常對地點指示意義不明確。前震是主震前發生在主震震中附近較小范圍的中小地震，因此震后很容易識別，但主震發生前對前震還沒有統一、規范的識別方法。據回溯性研究，漾濞MS6.4地震前震中附近發生多次中小地震叢集，構成前震序列，屬于臨震異常。因此，若能在漾濞MS6.4地震前準確識別出前震，則在中長期預測基礎上能將預測范圍再進一步縮小，因此，尋求準確識別前震的方法，是利用測震學方法突破前震-主震-余震型地震短臨預報亟待解決的關鍵問題和努力方向。
（3）從依據震前提出的測震學異常所做的趨勢判定來看，中長期、較大區域的震情趨勢判定是準確的，這也說明多年來總結的經驗和使用的測震學方法是正確有效的，但臨震前的直接前震識別工作明顯存在不足，對前震的分析過多地依賴區域內小震群類比結果和以往震例經驗。漾濞MS6.4地震具有特殊性，值得我們深入反思，今后對顯著強震異常背景下發生的顯著地震事件是否為前震應該重點研究，應重新認識前震，不能只局限于震例經驗。在目前地震預報難題仍未被攻克的情況下，每一次地震都為我們提供了研究素材，只有通過不斷積累和總結，剖析每一次地震，才能為后續震情研判和指標體系建設等工作提供可借鑒的經驗，才能在特定的地區和特定的條件下實現短臨預報。
（4）近年來，隨著數字地震學方法的推廣和應用，震源機制一致性參數在云南強震地點判定中較好地發揮了作用。震源機制一致性參數空間分布特征顯示，目前，在滇南—滇西南、滇東北地區存在震源機制參數一致性程度相對偏高的區域，這兩個地區近年來均無強震發生，因此它們的強震危險性值得關注。
本研究基于中國地震局監測預報司預報管理處整編的中國MS≥5.0地震目錄和云南地震臺網提供的小震目錄開展地震活動性分析，震源機制反演過程中使用了云南臺網提供的事件波形，審稿專家對本文提出了寶貴意見，在此一并表示感謝。
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Retrospective Analysis of Seismometric Anomalies beforethe 2021 Yangbi，Yunnan MS6.4 Earthquake
LIU Zifeng，SUN Nan，WANG Guangming，PENG Guanling，LI Yongli，ZHANG Tianyu，MAO Huiling，ZHAO Xiaoyan
（Yunnan Earthquake Agency，Kunming 650224，Yunnan，China）
Abstract
In order to improve the seismometric prediction index system in Yunnan，we review the seismometric anomalies which we had tracked and analyzed before the 2021 Yangbi MS6.4 earthquake，including earthquake quiescence，intensified earthquake activity，earthquake strips，seismic parameters，and the characteristics of the foreshocks activity.Then we draw the following conclusions：①the seismometric anomalies before the Yangbi earthquake contained mainly the quiescence of earthquakes in different periods and spaces and of different magnitudes.The earthquake strips intersected significantly.A cluster of 5-magnitude earthquakes occurred in northwestern Yunnan from 2012 to 2017，and the activity of 4-magnitude earthquakes intensified in the sub-region of western Yunnan and its neighboring regions since 2020.The anomaly of the activity of foreshocks mainly featured as in medium-and long-term.The small-and medium-foreshocks intensively occurred in the source area of the Yangbi earthquake.②Our judgment on the seismic tendency in middle-and long-term and in large area in West Yunnan based on the seismometric anomalies we put forward before the Yangbi earthquake is correct.However，as we depend much on the experience of the past earthquake cases，our identification of the impending foreshocks before the Yangbi earthquake has some disadvantages.
Keywords：seismometric anomalies;focal mechanism consistency;seismic belt;intensified earthquake activities;foreshock sequence;the Yangbi MS6.4 earthquake
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