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云南地震活动性研究

皇甫岗  
【摘要】: 云南(21-29°N,97-106°E)处于印度板块与欧亚板块中国大陆碰撞带东缘,地震活动频度高、震级大、分布广,属于板缘、板内地震混合型地区。基于急剧的地震能量的积累与释放,明显的活动块体分级与协调运动,相对固定的动力边界及来源,地震预测预报的特别需求,云南地震活动性成为一个令人关注的重要问题。 本文以地震活动规律性以及孕震环境为研究重点。研究者把介质、结构、动力作为揭示地震活动特别是区域强震活动的主要方面,大量前人相关研究成果及已取得共识的地震活动性特征、参数等作为刻画区域地震活动性的背景,通过地震活动图像、区域地震活动关联度、地壳介质品质、地质构造演化、活动块体及主要断层几何学、运动学、动力学等分析方法,对云南地震活动水平、地震活动时空分布、地震类型分区、地震复发间隔、地震呼应关系等等方面进行了较为系统的研究,取得了7个方面的认识。 云南主要动力源来源于印度板块对欧亚板块中国大陆的强烈挤压,具体表现为不同序次力源的联合作用。云南主要动力来源为印度板块与欧亚板块中国大陆的碰撞,但东、西部动力同源不同级。西部为印度板块直接作用,表现为侧向强烈的挤压;东部是多级转换的结果:印度板块在北东方向上正面碰撞青藏地区,青藏高原缩短、抬升过程中,伴随着羌塘地块向东挤出,在具强结晶基底的四川盆地中部受阻,川滇菱形块体受驱向南南东楔入。在云南,由西向东的动力与由北向南的动力通过相应的块体传递,在相汇区域联合作用,甚至会出现此强彼弱的动力格局,这是研究和认识云南地震活动规律及特征的重要基础。 云南地震记录漏载十分严重。b值研究反映20世纪仍然存在较严重的5级以上地震漏载现象,漏载次数可能超过140次。滇西南地区在早期由于社会发育程度低、文字记载能力弱、民居过于简陋等原因,成为地震漏载的重要地区。在云南开展地震活动性研究,应当采用仪器观测地震目录,并考虑各档次地震目录完全性。20世纪30年代初云南(滇西南地区选取50年代以来)5级以上地震事件以及1965年以来3级以上地震事件,能够较客观地反映云南地震活动性状。另外,应重新审视“历史有感地震”的研究成果,其可能成为被漏载大震的重要线索。 云南孕震能力很强。印度板块每年向云南输入的能量约相当于一次6.7级地震的应变能释放。在云南的某些典型地区,研究发现7级地震约为50年、6级地震约为15年、5级地震约为10年的地震复发间隔,且由西向东有逐渐增长的趋势,有代表性地反映了云南地震能量快速积累与释放的水平。需要注意,地震活动不总是以确定的震级等时间间隔地爆发,孕震环境可能因经历的地震活动在改变,不同的地震触发因素也可能产生影响。 云南主体地区强震活动时空成丛特征显著。Ms6.7级以上大震活动可以划定为4个强震活跃期,分别为1913-1925年、1941-1955年、1970-1979年、1988-1996年;活跃期持续时间为8-14年,其间相对平静时间为9-16年。活跃期大震容量约为3-4次;地震活动的主体地区有东西部交替的特征,20世纪第Ⅰ、Ⅲ活跃期在东部,第Ⅱ、Ⅳ活跃期在西部,而且首发地震位于同一断裂系。云南东、西部孕震过程具有相对独立,西部相对于东部地区地震能量的积累速率快,平静期偏短,因此在一定的时间段内,可能出现一次东、西部同时爆发大震的时段。与此同时,本文还通过深化云南东部(川滇菱形块体)强震活动模型研究,建立块体滑动速率变化与成丛大震孕育、发生和调整过程的关系,同时发现一个地震活跃期大震连发后,出现块体滑动速率远大于平均速率,则活跃期业已结束;地震平静持续时间较长且块体滑动速率较低,属于首发强震的危险信号;一个大震发生后,块体滑动速率未快速增大,说明强震活跃水并未降低,仍要注意大震发生的可能。 云南地震具有明显的地震类型分区特征。通过地震序列和强震震源机制的研究发现,云南总体上地震断层以走向滑动为主,地震序列以主-余型为主。但在此背景下,考虑非走滑地震断层和非主-余型地震序列所占的比例,可以将云南划分为滇东和滇西南2个走滑-主余型区、滇西北倾滑-震群型区和滇西准走滑-双震型区。滇东区走滑特征明显,块体相对完整,震前变形不显,主震释放能量较为彻底;滇西北倾滑分量可能是北东向丽江—小金河断裂带附近川滇菱形块体向南“爬坡”派生的上冲力所致;滇西南在侧向强烈挤压下,先存北东向断裂带继承性活动与北北西向新生断裂正在形成,共轭地震发育。由于不同类型地震的前兆组合样式及演进过程不尽相同,地震类型分区可以为本地区多点孕震过程监控提供理论指导。 丽江-小金河断裂带和红河断裂带分别为划分川滇菱形块体地区和云南地区的重要边界断裂带。丽江-小金河断裂带反映地壳的上隆,块体“爬坡”派生的张力可能通过大震表现出来;红河断裂带历史上所具有的边界作用在逐渐减弱,但该带仍为云南地震活动区的一级分界,整体起到弱边界作用。近代川滇菱形块体向南运动过程中,附加顺时针旋动,动力及变形可能通过红河断裂带某些段落及层位影响到滇西南地区。 云南地震活动与相关地区存在呼应关系,由远至近,分别为与滇缅弧-安达曼海构造带的关系、与珠峰以东地区的关系以及与川滇菱形块体北部的关系。云南地震活跃期的启动与滇缅弧-安达曼海构造带关系密切。对于上一世纪云南4个地震活跃期,有3次首发大震前安达曼-缅甸弧形带都发生了巨震。云南东部与四川西部的地震同为川滇菱形块体活动的结果,通过历史地震活动研究,通常是云南先于四川活动,这可能是南南东运移的川滇菱形块体通过前端地震才能为后缘提供让位空间之故。另一个值得注意现象是,川西北地区大震后云南弱呼应特征明显。这一认识有效地指导了2008年5月12日汶川8.0级地震后对云南地震形势的判断。 在本文中,研究者运用了地震活动性以及孕震环境的研究成果,对云南中长期地震预测以及1975年孟连西7.3级地震、2000年姚安6.5级地震、2007年宁洱6.4级地震的预测基础和依据进行探讨和概括。 本文还针对云南地震活动性研究,提出进一步研究的重点。如:1)加强地震孕育-发生-调整过程的主控因素研究;2)开展强震活动主体地区东西交替成因分析;3)强化区域地震危险性的宏观判断;4)建立云南东部首发大震模式;5)启动慢地震观测与研究。研究者认为,慢地震可能成为影响地震活动性特别是建立地震活动规律的一个重要因素,没有慢地震的地震目录是不完全的地震目录,也就不能真正建立强震活动规律。


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